2026-2030年中國核聚變行業深度報告：大科學裝置驅動下的萬億級增量市場
在全球能源結構加速向低碳化、零碳化轉型的背景下，可控核聚變憑借其能量密度高、燃料儲量近乎無限、零碳排放等特性，被國際社會公認為“終極能源解決方案”。中國作為全球能源轉型的積極推動者，已將可控核聚變納入國家戰略核心方向，通過“實驗堆—示范堆—商用堆”的三步走戰略，系統性推進全產業鏈技術攻關與工程化進程。
一、宏觀環境分析
(一)政策驅動：國家戰略與地方規劃協同發力
中國將可控核聚變列為“十五五”規劃重點布局的前瞻性未來產業，并通過專項基金、稅收優惠等措施支持技術研發。2026年施行的《中華人民共和國原子能法》首次將受控熱核聚變研究寫入國家法律，建立分級分類監管制度，為產業發展提供制度保障。地方層面，安徽、廣東、四川等核聚變技術高地率先響應：安徽出臺《聚變能商業應用戰略行動計劃》，設立聚變產業聯盟;廣東在“十五五”規劃中明確將核聚變能列入未來產業清單;四川推進高溫超導材料、低溫保障系統等關鍵技術研發。政策體系的完善為行業構建了“基礎研究—技術攻關—產業轉化”的一體化生態。
(二)技術突破：多路徑并行與核心能力躍升
根據中研普華產業研究院《2026-2030年中國核聚變行業全景調研與商業化路徑規劃報告》顯示：可控核聚變技術呈現“磁約束主導、多路線協同”的研發格局。托卡馬克裝置作為主流路徑，已實現重大突破：中國“東方超環(EAST)”創下“1億攝氏度1066秒”的長脈沖高約束模運行紀錄，“中國環流三號(HL-3)”實現離子與電子溫度“雙億度”突破，標志著中國在穩態運行與高溫等離子體控制領域達到國際領先水平。與此同時，新興技術路線加速崛起：美國Helion Energy采用場反位形(FRC)技術，計劃向微軟供電;中國瀚海聚能的直線型FRC裝置成功點亮等離子體，成為國內首個進入工程應用階段的非托卡馬克路線。技術路線的多元化降低了行業風險，通過交叉驗證加速了高溫超導材料、第一壁耐輻照材料等關鍵技術突破。
(三)資本涌入：公共資金與私營資本雙輪驅動
近年來，可控核聚變領域的投資規模持續擴大。據歐洲聚變能組織(F4E)發布的《全球核聚變領域投資》報告，美國以42家公司和69億歐元融資額位居全球第一，占全球資金的53%;中國以8家公司和44億歐元融資額位居第二，占全球資金的34%。中國通過“國家隊牽頭、國資助力、社會資本參與”的新模式，打破了過去重大科研項目由國家包攬的傳統。例如，中核集團牽頭組建的中國聚變能源有限公司成立即實現百億元級融資;聚變新能(安徽)有限公司由地方政府、央企、科研院所及社會資本共同持股，注冊資本增至145億元。民營資本方面，星環聚能完成10億元A輪融資，東昇聚變完成數億元天使輪融資，顯示市場對核聚變商業化前景的高度信心。
(一)需求側：能源轉型與碳中和目標驅動
在全球能源需求持續增長與化石能源枯竭的矛盾日益尖銳的背景下，可控核聚變作為“終極能源解決方案”，其戰略價值愈發凸顯。中國“雙碳”目標要求電力系統在2060年前實現近零碳排放，而風電、光伏等可再生能源存在間歇性、波動性問題，亟需大容量、穩定基荷電源支撐。核聚變能因其燃料資源豐富、環境友好、安全性高等優勢，被視為填補未來零碳基荷電力缺口的關鍵選項。據清華大學能源環境經濟研究所模擬，若2050年中國電力裝機總量達40億千瓦，其中聚變能貢獻5%，可年減排二氧化碳約12億噸，相當于當前全國碳排放總量的10%以上。
(二)供給側：產業鏈逐步完善與成本下降
中國可控核聚變產業鏈已初步形成覆蓋上游材料供應、中游設備制造、下游應用集成的完整生態體系。上游環節，超導材料、第一壁材料、氚增殖包層等關鍵材料的國產化進程加速，為聚變裝置的小型化與成本降低提供了可能;中游環節，磁體系統、真空室、偏濾器、電源系統等核心設備的研發與制造能力不斷提升，推動了聚變裝置性能的持續優化;下游環節，電力領域是可控核聚變的主要應用方向，隨著技術的不斷成熟，聚變電站有望在未來接入電網，提供穩定、清潔的基荷電力。此外，工業高溫熱源、醫療中子源、深海供電、太空推進等特殊領域的應用探索也在不斷深入，為行業帶來了新的增長點。
(一)國家隊主導：核心技術與裝置集成優勢顯著
國有科研機構與大型企業在國家重大專項的推動下，承擔著核心技術的攻關與裝置集成任務。中科院等離子體所專注于磁約束核聚變技術路徑中的托卡馬克裝置優化，中核集團推進中國聚變工程實驗堆(CFETR)的設計與前期建設工作，目標是在2035年前后實現穩態燃燒等離子體運行，并為未來示范堆奠定基礎。國家隊在資金、技術、人才等方面具有顯著優勢，是行業技術突破與工程化進程的核心力量。
(二)民企加速入場：差異化競爭與創新生態活躍
隨著技術的不斷成熟與資本的持續涌入，越來越多的民營企業開始加速入場，聚焦緊湊型、快速迭代的技術路線，在高溫超導磁體、等離子體診斷等細分領域形成差異化競爭優勢。例如，能量奇點、星環聚能等初創公司已獲得風險資本支持，開展高溫超導小型托卡馬克裝置的研發。民營企業的加入不僅豐富了行業的創新生態，還推動了技術成果的快速轉化與應用，形成了“國家隊引領、民企積極補位、產業多元協同”的競爭格局。
(一)技術突破：高溫超導與AI賦能加速商業化
未來十年，高溫超導材料、人工智能優化算法、混合約束技術(如磁-慣性約束)的融合將加速能量增益(Q值)的提升。高溫超導磁體的應用將使托卡馬克裝置體積縮小、成本降低，而AI技術的引入將提升等離子體控制的精度與穩定性，為聚變能的穩定輸出提供保障。例如，聯創光電的“激光+微波”雙模加熱系統打破歐美壟斷，使等離子體約束時間提升3倍;中科院團隊運用航天級姿態控制系統，實現BEST項目杜瓦底座毫米級精準落位，創下超大型部件安裝領域新紀錄。
(二)商業化進程：示范堆建設與商業模式創新
2030—2035年，隨著SPARC、Helion等項目驗證凈能量增益(Q值>1)，全球將進入示范堆建設高峰期。據預測，這一階段核聚變市場規模將突破萬億元，度電成本有望降至火電水平。商業模式的創新將加速市場擴張：科技巨頭通過“預購協議”鎖定長期供電合同，能源企業通過“聚變+可再生能源”混合電站降低投資風險，而核聚變衍生技術(如緊湊型中子源)在醫療、航天等領域的應用將進一步拓展市場邊界。例如，硼中子俘獲治療(BNCT)技術因聚變中子源的引入，成本有望降低80%，推動癌癥治療設備普及。
(三)國際合作：標準制定與全球技術共享
可控核聚變技術的發展需要全球科研力量的協同合作。未來，國際合作將更加緊密，多國共同參與的科研計劃、國際技術研討會等將為行業提供廣闊的合作空間。同時，隨著行業的快速發展，建立全球統一的聚變技術標準和規范也迫在眉睫。中國深度參與ITER項目，同時推動自主技術標準輸出，例如建立《聚變技術共享框架》、成立全球聚變監管聯盟等舉措，將有助于避免技術壟斷和軍備競賽，保障行業的健康有序發展。
(一)上游材料：國產替代與關鍵技術突破
上游材料的國產化是降低聚變裝置建造成本、提升供應鏈安全性的關鍵。投資者可關注高溫超導帶材、鎢基材料、低活化鋼等關鍵材料的研發與生產，這些材料在極端環境下的耐受性直接影響聚變裝置的壽命與性能。例如，西部超導、永鼎股份實現高溫超導帶材量產，顯著降低了建造成本;金屬鎢等第一壁材料的研發取得突破，使部件壽命從1萬小時向10萬小時邁進。
(二)中游設備：訂單兌現與工程化能力
中游設備制造與系統集成是產業鏈的核心環節，磁體系統、真空室、偏濾器、電源系統等核心設備的研發與制造能力直接影響聚變裝置的性能與可靠性。投資者可關注具備工程集成能力的央企平臺與具備創新技術路徑的初創企業，例如中核集團、東方電氣、中國西電等大型裝備制造商在聚變裝置設計、關鍵部件制造、遠程運維服務等領域具有顯著優勢。
(三)下游應用：場景落地與商業模式創新
下游應用的拓展是核聚變商業化進程的關鍵。投資者可關注電力、工業高溫熱源、醫療中子源、深海供電、太空推進等領域的創新應用，尤其是與智能電網、可再生能源的協同發展模式。例如，谷歌宣布將購買Commonwealth Fusion Systems首座商業聚變電廠ARC的一半發電量，該電廠預計于2030年代初投運，顯示了科技巨頭對聚變電力商業化前景的信心。
可控核聚變的發展不僅是物理學的勝利，更是人類文明掙脫資源枷鎖的關鍵一躍。從EAST的穩態運行到Helion的供電協議，從ITER的國際合作到CFETR的自主創新，行業正從“科學夢想”邁向“工程現實”。未來十年將是可控核聚變技術的“黃金發展期”，其商業化進程可能超越市場預期，為全球能源轉型與可持續發展提供中國方案。投資者需密切關注行業的技術發展趨勢和市場需求變化，聚焦具備核心技術壁壘、項目經驗或國際合作背景的企業;企業則要加大研發投入、提升技術創新能力、積極參與國際合作，搶占行業發展的制高點。
如需了解更多核聚變行業報告的具體情況分析，可以點擊查看中研普華產業研究院的《2026-2030年中國核聚變行業全景調研與商業化路徑規劃報告》。
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