可控核聚變行業全景調研與發展趨勢分析

可控核聚變行業全景調研與發展趨勢分析

可控核聚變作為人類能源革命的終極方向，被視為破解能源困局的關鍵技術。其原料儲量近乎無限、能量密度遠超現有能源、無長壽命放射性廢物等特性，使其成為全球能源轉型的核心抓手。近年來，隨著技術突破與資本涌入，可控核聚變行業正從實驗室驗證邁向工程化攻關階段。

一、行業全景調研

(一)技術演進：多路線并行，磁約束占主流

可控核聚變的技術路徑主要包括磁約束、慣性約束和磁慣性約束三大方向。

磁約束路線：以托卡馬克裝置為核心，通過強磁場約束高溫等離子體實現聚變反應。中國東方超環(EAST)實現長脈沖高約束模運行、中國環流三號突破“雙億度”高溫等離子體控制，標志著中國在該領域達到國際領先水平。國際熱核聚變實驗堆(ITER)作為全球最大規模國際科研合作項目，匯聚中國、歐盟、美國等七方資源，其技術成果為商用堆設計提供關鍵數據。

慣性約束路線：依托高能激光或粒子束壓縮靶丸，美國國家點火裝置(NIF)已實現能量增益因子Q>1，但商業化仍面臨驅動效率與成本挑戰。中國神光系列激光裝置在相關領域取得階段性進展。

磁慣性約束路線：結合磁約束與慣性約束優勢，通過預磁化等離子體與高速壓縮提升能效比。美國Helion公司采用F-2C路線，其第七代裝置體積小巧、結構簡化，商業化潛力備受資本青睞。

技術演進呈現兩大特征：一是多路線并行競爭，降低單一技術路徑風險;二是關鍵技術加速突破，高溫超導材料、耐輻照材料、等離子體控制等環節取得實質性進展。

(二)產業鏈布局：高壁壘環節與全鏈條協同

據中研普華產業院研究報告《2026-2030年中國可控核聚變行業全景調研與投資戰略咨詢報告》分析

可控核聚變產業鏈覆蓋上游原材料、中游設備制造、下游應用集成三大環節，形成高技術壁壘與強協同效應的產業生態。

上游原材料：超導材料是磁體系統的核心，低溫超導(NbTi/Nb₃Sn)用于ITER等傳統裝置，高溫超導(REBCO帶材)因更高磁場強度與裝置緊湊性成為商業堆主流方向。中國永鼎股份、精達股份等企業突破量產技術，產品應用于EAST、ITER等項目。耐輻照材料方面，鎢銅合金、低活化鋼等需承受中子輻照與極端熱負荷，安泰科技、國光電氣等企業通過ITER認證，形成從原材料到部件交付的全套技術體系。

中游設備制造：磁體系統占裝置成本近半，低溫超導磁體依賴ITER供應鏈，高溫超導磁體成為商業堆競爭焦點。聯創光電、上海超導等企業通過技術創新降低制造成本，推動高溫超導應用普及。真空室與杜瓦系統需維持超低溫與高真空環境，合鍛智能、航天晨光等企業中標BEST等項目，展現工程化能力。此外，電源系統、低溫制冷等輔助設備環節，英杰電氣、雪人股份等企業通過技術積累切入產業鏈。

下游應用集成：聚焦聚變能發電、工業供熱、航天推進等領域。中核集團、中國廣核等央企主導示范堆建設，微軟、谷歌等企業通過購電協議布局未來能源市場。聚變能與可再生能源耦合、偏遠地區能源解決方案等創新模式，正拓展應用邊界。

產業鏈競爭格局呈現“國家隊主導、民企加速入場”態勢。國有企業承擔核心技術攻關與裝置集成任務，民營企業聚焦緊湊型、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。

(三)競爭格局：國際合作筑基，國家競爭突破

全球核聚變研發呈現“國際合作筑基、國家競爭突破”的雙重特征。

國際合作：ITER項目作為最大規模國際科研合作項目，匯聚中國、歐盟、美國等七方資源，其技術成果為各國商用堆設計提供關鍵數據。同時，多國通過技術交流、人才流動等方式深化合作，例如中國與歐盟在聚變材料、等離子體控制等領域開展聯合研究。

國家競爭：主要經濟體紛紛制定自主路線圖，中國規劃“熱堆-實驗堆-工程堆-示范堆-商用堆”五步走戰略，美國提出2030年代中期實現首座實驗電廠并網，歐盟依托ITER推進2040年代商用化，日本、韓國等亦明確時間節點。國家競爭的核心在于技術路線選擇、研發投入強度及產業鏈整合能力。

私營企業的崛起成為行業新變量。美國Helion、TAE Technologies，中國能量奇點、星環聚能等企業通過風險投資與產業合作推動技術迭代。私營企業的靈活機制與風險偏好，正加速突破等離子體控制、材料耐輻照等關鍵技術瓶頸。

二、發展趨勢分析

(一)技術突破：持續加速，推動商業化進程

可控核聚變的技術突破將呈現三大方向：

高溫超導技術：第二代高溫超導帶材(REBCO)的商業化量產將大幅降低建造成本和周期，使建造緊湊型、強磁場裝置成為可能。中研普華產業院研究報告《2026-2030年中國可控核聚變行業全景調研與投資戰略咨詢報告》預測，未來，針對聚變環境的新型耐輻照材料、氚增殖材料等研發，將構成強大的技術護城河和產業機遇。

等離子體控制：人工智能與大數據技術的應用將優化等離子體控制算法，提升反應效率與穩定性。例如，通過機器學習模型預測等離子體行為，實現實時反饋調整，降低約束難度。

材料科學：耐高溫、耐輻照材料的研發將突破現有工程極限。例如，鎢基復合材料、碳化硅纖維增強陶瓷等新型材料的應用，可延長設備壽命并降低維護成本。

技術突破的加速將推動可控核聚變從實驗驗證向工程示范轉型，為商業化進程奠定基礎。

(二)商業化進程：從示范堆到商用堆，路徑漸明

可控核聚變的商業化進程將分階段推進：

示范堆建設：中國聚變工程實驗堆(CFETR)、緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)等示范項目將于未來五年內建成，驗證技術可行性并積累工程經驗。示范堆的成功運行將吸引更多資本與資源投入，推動產業鏈成熟。

商用堆試點：美國Helion公司計劃在2030年代中期實現首座商用聚變電廠并網，中國目標在2030年代完成示范堆發電。商用堆的試點將聚焦成本優化與效率提升，例如通過模塊化設計降低建造成本，通過高效氚增殖循環提升燃料利用率。

規模化應用：隨著技術成熟與成本下降，可控核聚變有望在2050年后實現規模化應用，成為全球基荷能源的核心組成部分。其應用場景將拓展至工業高溫熱源、醫療中子源、深海供電、太空推進等領域，構建高電力密度社會下的新型能源結構。

商業化進程的加速將帶動上游原材料、中游設備制造、下游運營服務等環節的協同發展，形成萬億級產業生態。

(三)國際合作與標準制定：避免技術壟斷，保障健康發展

可控核聚變的發展需要全球科研力量的協同合作。未來，國際合作將呈現三大趨勢：

科研合作深化：ITER項目將繼續作為國際合作的核心平臺，推動技術共享與人才交流。同時，多國將通過雙邊或多邊協議開展聯合研究，例如中法在聚變材料、等離子體控制等領域的合作。

標準制定加速：隨著行業快速發展，建立全球統一的聚變技術標準和規范迫在眉睫。推動《聚變技術共享框架》落地、建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。

產業鏈協同：全球產業鏈將加速整合，形成“上游原材料共性技術突破-中游設備制造分工協作-下游應用市場共享”的協同模式。例如，中國在超導材料、耐輻照材料等領域的突破，可為全球聚變裝置提供關鍵部件支持。

國際合作與標準制定的加強，將提升可控核聚變技術的全球擴散效率，推動行業進入快速發展期。

(四)資本與產業協同：風險投資入局，加速技術孵化

資本與產業的協同將成為可控核聚變行業發展的關鍵驅動力。

風險投資加速入局：金融資本正加速涌入可控核聚變賽道，成為撬動技術突破與產業孵化的重要杠桿。例如，合肥未來聚變能源創投基金首期投資額達數十億元，圍繞托卡馬克等前沿技術路線，在整機、主機、材料等核心部件和“卡脖子”關鍵技術等方面進行投資布局。

產業基金遴選標準：產業基金在投資時不僅關注技術路線的先進性，還非常注重團隊的綜合素質和市場戰略的清晰度。例如，合肥市科創集團總經理劉璐強調，企業團隊的市場洞察力、財務管理能力以及戰略規劃能力同樣至關重要。

跨界應用拓展空間：可控核聚變技術還在其他高端制造領域展現出巨大的跨界潛力。例如，超導和高溫合金等材料可在商業航天等領域實現拓展應用。這些跨行業的應用將為核聚變產業鏈帶來更多的投資機會和發展空間，從而進一步推動核聚變領域的技術創新步伐。

資本與產業的協同將降低技術孵化的風險與成本，加速可控核聚變從實驗室到市場的轉化進程。

可控核聚變行業正從“科研突破”向“工程技術攻關”加速演進，其戰略價值與市場潛力已獲全球共識。技術突破、商業化進程、國際合作與資本協同將成為行業發展的四大核心驅動力。對于投資者而言，需以“長期陪伴、風險分層”為原則，優先布局技術壁壘高、訂單確定性強的核心環節，同時關注創新路線與跨界融合帶來的顛覆性機遇。對于企業而言，需強化全鏈條協同能力，通過參與國際大科學工程與國內示范項目積累技術經驗，構建競爭優勢。未來十年，可控核聚變或將重塑人類能源文明，而此刻的布局與堅持，將決定誰能在這一終極能源革命中占據先機。

欲獲悉更多關于行業重點數據及未來五年投資趨勢預測，可點擊查看中研普華產業院研究報告《2026-2030年中國可控核聚變行業全景調研與投資戰略咨詢報告》。