浅析当前可控核聚变产业的投资逻辑

时间:2025/06/17 14:01:35尤斯财富

近年来,随着全球范围内的政策加码、技术突破和资本涌入,可控核聚变迎来前所未有的资本浪潮,私营企业、政府机构和风险投资纷纷入局,推动这一“终极能源”从实验室走向商业化。本文简要剖析发展可控核聚变产业的意义,揭示本轮产业进程加速的底层逻辑,并对相关产业投资提出一些思考。


01 发展可控核聚变产业的意义


(一)可控核聚变是人类能源问题的终极解决方案


相较于当前比较成熟的火力、水力、风光、核裂变等主流发电方式,核聚变兼具“能量密度高、清洁安全、原料易得、供电稳定、布置灵活”等优势,可以说是目前人类能源问题的终极解决方案。能量密度高:1克氘氚聚变释放的能量大约为8吨石油或1万吨煤炭,是核裂变(铀235)的4倍以上。清洁安全:聚变不仅不产生温室气体,产生的放射性废物(例如氘氚聚变产物为氦和中子)极少,而且聚变反应需要极端条件因此不易失控。原料易得:同样以氘氚为例,主要燃料是氘(D)和氚(T),氘可从海水中提取,氚可通过锂增值反应产生,而锂在地壳和海水中的储量也足够丰富。


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(二)可控核聚变是人类发展新技术的突破口


人类历史上的技术和能源革命是文明进步的核心驱动力,每一次革命都深刻改变了生产模式、社会结构和生活方式。历次工业革命本质上都是技术和能源的革命,两者如同“DNA双螺旋”一般相互驱动,共同构建了人类社会的生产力范式。技术是能源的“放大器”,释放能源潜力;而能源是技术的“基石”,能源需求倒逼技术创新。我们当前正在经历第四次工业革命,AI对能源的需求推动核聚变发展,高温超导的技术突破和规模化降本助力可控核聚变装置工程可行性和经济性的持续提升。我们认为,当前可控核聚变、AI、高温超导等产业的发展正在形成共振,可控核聚变的工程化应用有可能成为下一个技术突破点。


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(三)可控核聚变是全球科技“军备竞赛”的焦点


当前国际科技“军备竞赛”中,核聚变技术的地位日益凸显,全球主要国家正加速研发,争夺未来技术和能源的制高点。近年来,全球可控核聚变技术里程碑事件频频出现,各国政府及企业对相关产业投融资金额持续升高。根据Fusion Industry Association(FIA)统计,2024年聚变行业累计融资规模达到71亿美元,较2023年增加9亿美元;2024年累计公共资金投入为4.26亿美元,同比增长57.2%;截至2024年末全球有约55家企业正在从事可控核聚变装置的商业化开发,较五年前翻倍;2024年核聚变领域企业员工总数同比增长超过60%。


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02 本轮可控核聚变商业化进程加速的底层逻辑


(一)可控核聚变科学和工程问题的逐步解决


自1950年前苏联科学家提出首个核聚变装置构想以来,过去70余年内全球近百个科研装置的运行研究和数据积累使得学界对等离子体物理和聚变原理的认知与验证逐步完善。步入二十一世纪,在国际热核聚变实验堆ITER等研究投入带动下,各国核聚变装置陆续取得重要进展,既有科学实验上的重大突破,也有工程化和商业化的重要尝试。近年来的突破表明,核聚变已从“实验室科学”迈向工程验证阶段。尽管商业化仍需克服材料、燃料循环和经济性等挑战,但能量增益、高温超导磁体、私营资本入场三大趋势正加速这一进程,且全球主要国家和科学界对于实现可控核聚变的信心也在提升。


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(二)可控核聚变工程“卡脖子”技术的突破


近年来,随着高温超导、极端耐受材料、新型二极管激光器等技术取得长足进展,可控核聚变工程面临的“卡脖子”问题有望迎来突破。磁约束路线中,高温超导体材料的突破带动装置小型化、磁场增强,改善了磁约束路线的等离子体约束能力,并提升了工程可行性和经济性。惯性约束路线中,传统激光器长期面临能效和成本问题,新型二极管激光器或成为解决方案。此外,计算能力的提升和工程经验的积累,也整体上促进了等离子体控制理解提升和核聚变装置参数优化。随着相关“卡脖子”技术的一一突破,可控核聚变正在跨越从理论科学研究到工程实验装置的0-1阶段。


(三)AI是加速可控核聚变进程的催化剂


AI既是可控核聚变的需求引擎,也是技术突破的加速器。一方面,AI对清洁能源的需求推动核能政策复兴及核聚变投资热情。由于摩尔定律正处于“部分失效但尚未完全终结”的状态,短期内半导体芯片仍可在降低功耗方面取得进展。但中长期来看,AI技术的发展对电力的需求仍将指数级增长,由此带来的能源短缺和能源安全问题仍然存在,引发一轮AI公司投资聚变公司的浪潮,如比尔盖茨投资CFS、OpenAI投资Helion等。另一方面,AI在自主学习、数据处理、智能预测、实时控制等方面具有显著优势,有望在材料和装置设计优化、反应堆智能运维、等离子体约束调控等领域发挥降本增效的关键作用。例如,AI可以模拟等离子体磁约束环境,持续积累经验,摸索出更好控制等离子体的有效策略。


03 关于可控核聚变产业投资的一些思考


(一)产业事件推升可控核聚变资本市场热度


近期国内外核聚变政策、技术、工程进展不断,可控核聚变概念持续领涨A股。2025年以来截至6月11日,国金可控核聚变20全收益指数增长23.54%,增幅远超上证指数(同期增幅仅1.51%)。这一强势行情源于市场对可控核聚变技术突破的乐观预期。通过前面的梳理,我们认为当前政策、技术、资金投入等基本面要素有望产生共振,加快可控核聚变燃烧试验和工程试验的进程。一方面,从投资视角来看,相关投资行为的定位应从短期主题投资向中长期产业投资过渡。另一方面,我们也必须正视,可控核聚变距离商业化仍面临技术、工程、材料、经济等多维度的挑战,这些问题都不是一朝一夕就能解决的。


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(二)产业链有望充分受益,关注关键部件国产化机会


聚变项目投资大,从目前已有的聚变项目的投资额情况来看, 一个实验堆的成本在几十亿美元不等,成本占比较高的部件包括超导磁体、第一壁和包层、隔热层、真空室等。核聚变产业的快速发展或将带来庞大的设备市场机遇,根据国际原子能机构(IAEA)的预测,未来10年将至少有37个聚变项目建成,预计有至少1100亿美元的相关设备潜在市场。若核聚变完全商业化,到2050年将成一个至少1万亿美元的市场(Ignition Research估算)。我国通过积极参与ITER项目和自主推进试验堆,显著推动了国内在超导材料、特种钢材等关键产业链的技术升级与创新,培育出了较为完整且具备国际竞争力的可控核聚变产业链。


(三)高技术壁垒下关注龙头机会


可控核聚变的高技术壁垒源于其极端物理条件、复杂系统集成和严苛工程要求的多重叠加,是当今人类科技面临的最复杂挑战之一。因此,我们应当重点关注超导磁体、第一壁材料、等离子体控制算法、氚燃料供应等护城河较深领域的头部企业。以高温超导托卡马克装置所需的原材料高温超导带材为例,技术壁垒包括但不限于磁场强度特别大、制造和集成容差特别小、耐久性和可靠性要求特别高、稳定性要求特别苛刻等显著特点,目前真正实现了产业化商业化的企业全球范围内不出十家,技术壁垒大、市场集中度高。又如,随着氘氚聚变反应发生并释放能量和高能快中子,容易导致聚变堆内材料构件空洞肿胀、高温氦脆、嬗变污染等问题,这就要求聚变装置由内到外第一壁、偏滤器、包层、屏蔽层结构材料等核心部件具有耐高温、耐辐照、耐冲击等极为苛刻的特性,目前仅有少数企业具备相关材料和设备的研发生产能力。


作者:韩鸣飞
来源:中诚信托

责任编辑:llxy

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