2026可控核聚變行業發展現狀與產業鏈分析

可控核聚變是一種在人為精確控制條件下，使輕原子核在極端高溫高壓環境中發生聚合反應，并持續穩定釋放巨大能量的技術，其原理與太陽內部的核聚變過程一致，因此也被稱為“人造太陽”。

可控核聚變行業發展現狀與產業鏈分析

在全球能源消費結構中，化石燃料占比仍超八成，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《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》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。

一、市場發展現狀：從科學驗證到工程示范的跨越

1.1 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。磁約束聚變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持續聚變反應，是目前技術成熟度最高、國際投入最大的方向。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。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。

1.2 資本涌入與政策支持：從國家主導到產融協同

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較2021年增長超414%，私營資本成為核心驅動力。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。

政策層面，國家將核聚變納入前沿顛覆性技術戰略布局，財政投入持續增長。2025年《中華人民共和國原子能法》正式施行，明確鼓勵和支持受控熱核聚變研究;安徽、四川、上海等地通過專項基金、產業園扶持等政策，推動聚變產業鏈集聚發展。例如，安徽省提出“推動氫能和核聚變能等成為新的經濟增長點”，合肥市已匯集聚變能源產業鏈企業近60家，涵蓋上游超導線材生產、中游主機設備制造、下游設計運營全產業鏈。

二、市場規模：從實驗裝置到萬億級市場的演進

2.1 短期規模：實驗裝置突破與產業鏈配套擴張

中研普華預測，未來十年可控核聚變市場規模將經歷“實驗裝置突破—工程示范驗證—商業化電站落地”的三階段擴張。當前，行業投入集中于CFETR等大科學工程建設與民營示范堆推進，帶動上游零部件、材料市場快速擴張。例如，超導磁體作為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。

2.2 中期規模：工程實驗堆驗證與商用堆設計研發

2030—2040年，隨著工程實驗堆實現發電演示，商用堆設計研發與產業鏈配套將成為核心增長點。中研普華分析，這一階段需突破等離子體控制、材料極限、氚自持循環等工程瓶頸。例如，第一壁材料需承受每秒數兆瓦的熱負荷及高能中子輻照，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;低活化鋼(RAFM)與碳化硅復合材料的研發使第一壁壽命從1萬小時向10萬小時邁進，但輻照耐受性、降本工藝及標準體系仍是待突破的三大瓶頸。

2.3 長期規模：商業化電站落地與全球能源轉型

2040年后，商業化核聚變電站裝機容量有望突破千萬千瓦級，市場規模達萬億級。中研普華預測，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。例如，微軟與CFS的供電協議表明，未來聚變電站可通過參與電力市場調峰獲得額外收益;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，降低碳排放的同時提升生產效率;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%。

根據中研普華研究院撰寫的《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》顯示：

三、產業鏈重構：從關鍵材料到系統集成的價值躍遷

3.1 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，其性能直接決定裝置規模與成本。低溫超導材料需在4K極低溫下運行，存在失超風險且體積龐大;高溫超導材料(如REBCO帶材)可在更高溫度下維持強磁場，使托卡馬克裝置體積縮小40%，成本降低40倍。中國在高溫超導領域實現領跑，永鼎股份的IBAD+MOCVD技術打破國際壟斷，為HL-2M與ITER裝置提供關鍵材料。

第一壁材料需兼顧耐高溫、抗輻照與熱導性能，金屬鎢、低活化鋼(RAFM)與碳化硅復合材料是當前研發重點。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;中科院合肥物質科學研究院研發的低活化鋼(RAFM)將第一壁壽命從1萬小時提升至10萬小時，為聚變堆長期運行提供保障。

3.2 中游：設備制造與系統集成能力

中游環節聚焦磁體系統、真空室、偏濾器、電源系統等核心設備的研發與制造。磁體系統是托卡馬克的“心臟”，通過與等離子體電流磁場疊加形成螺旋形磁場，實現對高溫等離子體的約束。ITER的磁體系統由環向磁場線圈、中心螺線管磁體、極向磁場線圈及校正線圈構成，其中環向磁場線圈采用Nb3Sn超導線，用量超500噸;中國聯創光電已實現15T以上高溫超導磁體商用，承擔ITER全部12個極向場超導磁體線圈，技術參數國際領先。

真空室是等離子體的“專屬穩定空間”，需承受重力、壓力及電磁力的多重作用。ITER真空室由9個高精度扇形不銹鋼部件拼成，模塊化運輸與零件焊縫密度極高，設計制造難度極大;合肥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。

3.3 下游：多元化應用場景的拓展

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;微軟與CFS的供電協議表明，未來聚變電站可能通過參與電力市場調峰獲得額外收益。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，BNCT技術因聚變中子源的引入，成本有望降低80%。此外，聚變技術還可為深海供電、太空推進、同位素生產等特殊領域提供解決方案，進一步拓寬市場邊界。

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預測，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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