中信证券：中美核聚变投资加速 从实验堆向商业化前进

智通财经APP获悉，中信证券发布研报称，核聚变技术是能源领域重大技术革命，中美等核能强国均重点发力可控核聚变。其中托卡马克运行稳定性较高，制造难度相对较低，成为目前最主流路线。核聚变当前正处于投资加速的过程中，中美均大力发展聚变研发，核聚变将迎来新一轮加速发展期。从投资逻辑看，磁体、堆内构件占反应堆成本分别为28%/17%，属于资本开支的核心环节。该行认为当前处于聚变产业链密集招标阶段，核心组件充分受益。

中信证券主要观点如下：

核心结论：中美核聚变投资加速，磁体和堆内构件是核心环节

该行认为，核聚变技术是能源领域重大技术革命，中美等核能强国均重点发力可控核聚变。根据Sightline Climate统计，全球共13家聚变企业设定了2030年前反应堆Q>1的目标。根据F4E Fusion Observatory统计，2020年以来，全球聚变公司累计投资加速提升，可控核聚变迎来新一轮加速发展期。从投资规模来看，聚变实验堆堆投资规模百亿量级，反应堆投资占比约40%。根据Neil Mitchell对ITER成本测算，磁体、堆内构件占反应堆成本分别为28%/17%，是聚变堆资本开支的核心环节。

核聚变清洁高效，有望成为人类的终极能源

核聚变反应指的是高温条件下原子核克服库仑力，原子核碰撞融合为一个原子核，释放巨大能量的过程。从聚变反应类型看，DT反应为最容易实现的聚变过程，被广泛应用于聚变堆路线。由于反应温度达到上亿度，等离子体无法直接由容器进行承载，需要磁体约束(托卡马克、仿星器、磁镜)、惯性约束(激光聚变)等方式容纳等离子体。根据IAEA数据，2024年全球聚变反应堆(含运行、在建及规划项目)共计159台，其中托卡马克、仿星器和激光路线的分别为79、23、12台。托卡马克运行稳定性较高，制造难度相对较低，成为目前最主流路线。

从实验堆到商用堆，高温超导材料、钨材料及Li-6增殖成为趋势

从目前在运行的托卡马克装置来看，其距离实际发电的聚变商用堆仍存在较大差距，主要存在三大问题：

1)运行时长问题：目前EAST装置最高实现超千秒的长脉冲高参数等离子体运行，但并未发生聚变反应输出能量，且运行时长距离连续长时间运行仍有差距。为实现稳定连续运行的聚变反应，一方面需要提升磁体性能，高温超导材料将逐步应用于下一代聚变堆;另一方面需要提升等离子体控制能量，AI技术将广泛应用于聚变堆控制;

2)中子辐射问题：氘氚聚变反应会产生高能中子，由于中子不带电无法被磁场束缚，对反应堆第一壁、偏滤器等组件产生较强材料损伤，降低使用寿命。早期第一壁等材料使用铍，经过多年研发，目前ITER等项目逐步转向钨材料;

3)氚增殖问题：氚是氘氚聚变反应的重要燃料，但自然界中氚的储量极少，因此需要通过核反应在装置内部增殖氚。在聚变中子作用下，增殖包层中的Li-6可以生成氚再进入反应室作为燃料，形成氚的循环利用，Li-6是聚变堆增殖的重要材料。

全球对比，ITER进度低于预期，但中美聚变研发节奏加速

复盘各国核聚变发展历史看，中国押注托卡马克进入第一梯队，美国技术路线多元。由于聚变堆前期投资规模巨大，1985年国际热核聚变实验反应堆项目(ITER)成立，最终确定由欧盟、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同参与。ITER项目将产生500MW的聚变功率，为聚变发电产生示范作用，但进度低于预期，产生等离子体时间从2016年推迟至2033年，全功率运行时间从2035年推迟到2039年。尽管ITER项目进度较慢，但中美聚变研发节奏加快。

根据IAEA统计，2024年全球聚变领域股权投资规模达到约17.4亿美元，2021-2024年投资规模较前期迎来明显提升，其中主要投入来自中国和美国。具体来看，2025年1月，美国能源部(DOE)宣布为聚变创新研究引擎(FIRE)合作组织中的六个项目提供1.07亿美元资金;紧凑型燃烧等离子体聚变能综合研究系统(BEST)5月开启总装，将在2027年完成建设并首次演示聚变发电，推动核聚变从实验室研究向工程应用跨越。

风险因素：

核电政策变化不及预期;可控核聚变技术发展不及预期;核心设备及组件降本不及预期;原材料价格大幅波动风险;地缘政治风险。