可控核聚變能源行業作為我國能源科技革命與"雙碳"目標實現的前沿戰略領域，特指通過磁約束或慣性約束技術路徑，模擬太陽內部核聚變反應原理，將輕元素原子核在億攝氏度級超高溫等離子體狀態下聚合釋放能量，并最終轉化為電能的全產業鏈體系。當前，中國可控核聚變產業正處于從實驗驗證向工程示范跨越的歷史性窗口期。
一、能源困局下的終極突破：可控核聚變的戰略價值與全球共識
據國際能源署統計，全球能源消費中化石燃料占比仍超80%，其帶來的碳排放與環境污染問題已成為制約人類可持續發展的核心矛盾。在此背景下，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”。中研普華產業研究院在《2025-2030年中國可控核聚變能源行業發展現狀與投資前景預測報告》中明確指出，可控核聚變技術的突破不僅將重塑全球能源格局，更可能引發工業生產、星際探索、醫療技術等領域的范式革命。
從技術本質看，核聚變通過模擬太陽內部的核反應機制，使氫同位素(氘和氚)在超高溫高壓環境下發生融合，釋放出比核裂變高400萬倍的能量密度。1升海水中的氘通過聚變反應產生的能量，相當于300升汽油，而全球海洋中氘的儲量足夠支撐人類使用數十億年。這種“取之不盡”的能源特性，使可控核聚變成為破解能源危機、實現碳中和目標的關鍵路徑。
二、技術突破與資本涌入：行業進入規模化發展臨界點
1. 技術路線多元化競爭：從單一托卡馬克到百花齊放
當前，可控核聚變技術呈現“磁約束主導、多路線并行”的競爭格局。托卡馬克裝置憑借其相對成熟的技術體系，仍是主流研究方向。中國的東方超環(EAST)在2025年創下“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。國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目雖歷經延期，但其脈沖超導電磁體系統的交付，為全球聚變研究提供了關鍵基礎設施。
與此同時，新興技術路線正加速崛起。美國Helion Energy采用場反位形(FRC)技術，計劃2028年向微軟供電;中國瀚海聚能的直線型FRC裝置HHMAX-901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。慣性約束聚變方面，美國國家點火裝置(NIF)通過激光點火實現能量凈增益，中國上海交大張杰院士團隊啟動激光聚變項目，目標在2045年將發電成本降至美國同類技術的一半。中研普華指出，技術路線的多元化不僅降低了行業風險，更通過競爭加速了核心技術的迭代速度。
2. 資本與產業協同：從政府主導到公私合營
可控核聚變領域的投資規模正呈現指數級增長。2025年全球聚變行業總投資額達97.66億美元，較2021年增長超414%。私營資本的涌入成為行業發展的核心驅動力：谷歌與聯邦聚變系統公司(CFS)簽署200兆瓦電力采購協議，微軟向Helion Energy預訂50兆瓦電力，標志著核聚變首次進入商業化電力交易階段。在中國，能量奇點、星環聚能等初創企業通過風險投資與產業基金支持，聚焦緊湊型、快速迭代的技術路線，與國家隊形成互補。
根據中研普華研究院撰寫的《2025-2030年中國可控核聚變能源行業發展現狀與投資前景預測報告》顯示：
三、產業鏈重構：從關鍵材料到系統集成的價值躍遷
1. 上游：核心材料突破與供應鏈自主化
可控核聚變產業鏈上游涵蓋超導材料、第一壁材料、燃料循環系統等關鍵環節。其中，超導磁體是托卡馬克裝置的核心部件，其成本占比達40%-50%。低溫超導材料(如鈮鈦合金NbTi、鈮錫超導合金Nb₃Sn)已實現國產化，西部超導、久立新材等企業深度參與ITER與EAST項目。高溫超導帶材(如REBCO)的量產成為行業關鍵突破點，永鼎股份通過自主創新的IBAD+MOCVD技術，打破國際壟斷，其產品已應用于HL-2M與ITER裝置。
第一壁材料需承受極端環境考驗，金屬鎢因其高熔點、高熱導率特性成為主流選擇。安泰科技為EAST提供的鎢銅偏濾器，通過108道工序實現鎢銅界面100%結合，可承受1.5億攝氏度等離子體沖擊。此外，低活化鋼(RAFM)與碳化硅復合材料的研發，使反應堆第一壁壽命從1萬小時向10萬小時邁進。中研普華強調，上游材料的自主化不僅是技術安全的保障，更是降低建造成本、提升國際競爭力的核心抓手。
2. 中游：設備制造與系統集成能力升級
中游環節聚焦磁體系統、真空室、偏濾器、電源等核心設備的研發與制造。以BEST項目為例，其杜瓦底座的研制成功標志著中國在超大型聚變裝置精密制造領域取得突破。合鍛智能通過承接國家重點研發計劃，攻克聚變堆真空室精準成型及高性能焊接技術，成為國內稀缺的核聚變裝備供應商。英杰電氣提供的電源系統，通過精準控制實現高溫超導磁體的穩定運行，其技術指標達到國際先進水平。
系統集成能力是中游競爭的關鍵。聚變裝置涉及磁體、低溫、真空、電源等多子系統的協同，任何環節的短板都可能導致整體性能下降。中研普華指出，國內企業正通過參與國際大科學工程(如ITER)積累經驗，同時通過模塊化設計提升系統可靠性。例如，諾瓦聚變計劃推出的50兆瓦小型模塊化聚變電站，可直接接入現有電網，適應偏遠地區供電需求，這種“分布式能源”模式為商業化應用提供了新思路。
3. 下游：應用場景拓展與商業模式創新
下游應用正從科研示范向多元化領域延伸。電力領域是核心方向，中核集團提出“三步走”戰略，計劃在未來實現商用堆并網。工業領域，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，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%。
商業模式創新是下游發展的關鍵。中研普華分析，未來聚變電站可能采用“基礎電費+能量增值服務”的定價模式，通過提供穩定基荷電力與高峰調峰服務，提升經濟性。此外，聚變技術與可再生能源的耦合(如“光伏+聚變”混合供電系統)可能成為偏遠地區能源解決方案的新范式。
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”。中研普華產業研究院認為，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。
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