核聚變作為一種潛在的清潔能源技術，被視為未來解決全球能源需求和環境問題的關鍵途徑之一。它通過將輕原子核在高溫高壓條件下聚合成較重的原子核，釋放出巨大的能量，其原料豐富(如氘可從海水中提取)，且反應產物基本無放射性，相比傳統核裂變更加清潔安全。
未來，核聚變技術的發展將呈現多元化趨勢。隨著技術的不斷突破和國際合作的加強，核聚變有望在2050年前后進入示范驗證和規模應用階段，為實現全球能源的可持續發展提供有力支持。
2025年，隨著高溫超導磁體技術突破、資本與政策雙重驅動、國際合作深化，核聚變行業正從“科學驗證”加速邁向“工程化與商業化”階段。中研普華產業研究院在《2025-2030年中國核聚變行業全景調研與商業化路徑規劃報告》中指出，全球核聚變產業已進入“技術突破—資本涌入—商業化提速”的良性循環，預計2030—2035年全球市場規模將突破萬億元，中國有望憑借全產業鏈優勢成為全球核聚變能源的引領者。
一、市場發展現狀：技術突破與資本共振催生新格局
1. 技術路徑分化與融合并行
當前，核聚變技術呈現“磁約束主導、多路徑協同”的研發格局。磁約束路線中，托卡馬克裝置仍是主流，其技術成熟度與工程可行性顯著領先。2025年，中國“中國環流三號”裝置首次實現原子核與電子溫度“雙億度”突破，并在高約束模式下穩定運行，標志著中國正式進入聚變燃燒實驗階段;美國SPARC項目基于高溫超導磁體技術，計劃2026年驗證Q值超10的凈能量增益，為商用堆設計提供關鍵參數。與此同時，慣性約束路線(如美國NIF裝置)通過激光點火實現Q值突破，而磁慣性約束(如中國“瀚海聚能HHMAX-901”裝置)憑借低成本、小型化優勢，成為私營企業探索商業化的新方向。
2. 資本涌入重構產業生態
核聚變行業正經歷“國家隊”與“民營隊”協同發展的新階段。政策層面，中國將核聚變納入“十四五”現代能源體系規劃，并通過專項基金、稅收優惠等措施支持技術研發;美國通過《ADVANCE法案》設立專項創新基金，推動私營企業技術驗證。資本層面，2025年全球核聚變領域融資規模突破百億美元，中國“聚變能源”獲中核集團、中國核電等央企及綠色基金聯合投資超百億元，美國Helion、CFS等企業與谷歌、微軟等科技巨頭達成售電協議，提前鎖定未來能源市場。中研普華分析指出，資本與技術的深度綁定，顯著縮短了核聚變從實驗室到商用的周期，預計2030年前全球將有超30家企業建成示范堆。
二、市場規模：萬億藍海下的結構性機遇
1. 短期：實驗堆建設拉動千億級市場
2025—2030年，全球核聚變市場將進入“裝置密集建設期”。中國BEST、洪荒170等托卡馬克裝置，以及Helion、TAE Technologies等企業的磁慣性裝置陸續啟動建設，預計帶動磁體系統、真空室、偏濾器等核心設備需求增長。中研普華測算，單臺托卡馬克裝置投資規模達百億元量級，其中磁體系統占比超40%，高溫超導磁體因體積小、效率高，正加速替代傳統低溫超導技術，成為資本追逐的焦點。
2. 中期：示范堆落地開啟商業化序幕
2030—2035年，隨著SPARC、Helion等項目驗證凈能量增益，全球將進入示范堆建設高峰期。中研普華預測，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。
3. 長期：商用堆普及重塑全球能源格局
2040年后，隨著CFETR、DEMO等商用堆并網，核聚變有望成為全球基荷能源的主力。中研普華指出，核聚變的終極優勢在于“燃料無限性”——氘可從海水中提取，氚通過鋰增殖循環生成，資源約束遠低于化石能源與可再生能源。若技術成熟，核聚變可滿足人類數萬年能源需求，其度電成本甚至有望低于0.2元/千瓦時，徹底改變能源貿易與地緣政治格局。
根據中研普華研究院撰寫的《2025-2030年中國核聚變行業全景調研與商業化路徑規劃報告》顯示：
三、產業鏈：從關鍵材料到能源應用的完整閉環
1. 上游：超導材料與特種金屬構筑技術壁壘
超導磁體是核聚變裝置的核心，其性能直接決定等離子體約束效率。低溫超導材料(如Nb3Sn)因技術成熟，仍主導ITER等大型實驗堆;而高溫超導材料(如ReBCO)憑借更高磁場強度與更低制冷成本，成為下一代裝置的首選。中國西部超導、聯創光電等企業在高溫超導帶材領域實現國產化突破，產品已應用于EAST、ITER等項目。特種金屬方面，鎢、低活化鋼等材料用于偏濾器與第一壁，需承受極端高溫與粒子轟擊，安泰科技、廣大特材等企業通過技術攻關，逐步打破國外壟斷。
2. 中游：設備制造與系統集成能力成競爭關鍵
中游環節涵蓋磁體系統、真空室、加熱與控制系統等核心設備制造。上海電氣、中國核建等企業通過參與ITER項目，掌握了托卡馬克裝置總裝技術;應流股份、久立特材等企業在精密部件加工領域形成優勢，產品覆蓋磁體導管、偏濾器等關鍵模塊。中研普華強調，核聚變設備需在極端環境下長期穩定運行，對材料、工藝、測試提出嚴苛要求，具備全鏈條整合能力的企業將主導市場競爭。
3. 下游：能源應用與衍生場景拓展價值空間
下游市場目前以科研驗證為主，但商業化路徑已逐步清晰。電力領域，中核集團提出“三步走”戰略，計劃2050年實現商用堆并網;工業領域，核聚變高溫熱源可替代傳統化石燃料，用于氫能制造、鋼鐵冶煉等高耗能行業;醫療領域，緊湊型中子源已用于癌癥治療設備研發。中研普華認為，下游應用的多元化將反哺上游技術創新，形成“應用驅動—技術迭代—成本下降”的良性循環。
2025年隨著技術突破、資本涌入與政策支持，這一“終極能源”正從實驗室走向現實。中研普華產業研究院認為，核聚變不僅是能源領域的顛覆性創新，更是中國引領全球科技競爭的關鍵賽道。未來十年，中國有望在核聚變商業化進程中實現“并跑—領跑”的跨越，為全球能源轉型與碳中和目標貢獻中國方案。
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