中国油气勘探开发发展报告2025中国油气勘探开发发展报告 2025编委会 编写单位:国家能源局石油天然气司 国家油气战略研究中心 中国石油勘探开发研究院 中国石化石油勘探开发研究院 中国海油勘探开发部.
2025-09-02
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中国天然气发展报告2025中国天然气发展报告(2025)编委会课 题 组:中国石油国家高端智库研究中心等指导单位:国家能源局石油天然气司国务院发展研究中心资源与环境政策研究所自然资源部油气资源战略研究.
2025-09-02
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请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 证券研究报告|行业研究周报 仅供机构投资者使用 全球核心资产重估中 继续推荐关注稀土磁材、钨等关键战略金属 有色-能源金属行业周报 报告摘要报告摘要:本周本周沪.
2025-09-02
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行业动态报告 石油化工行业 证券研究报告 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明 1 油价重心趋于回落,把握细分赛道机会 8 月动态报告 2025 年 9 月 1 日 核心观点 8 月油.
2025-09-01
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11石化行业周报:本周石化板块整体表现一般,持续关注反内卷行业投资评级:强大于市|维持中邮证券研究所石化团队分析师:张津圣SAC 登记编号:S1340524040005证券研究报告发布时间:2025-.
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证券研究报告行业跟踪周报煤炭开采 东吴证券研究所东吴证券研究所 1/10 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 煤炭开采行业跟踪周报 旺季逐步进入尾声旺季逐步进入尾声,煤价.
2025-09-01
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证券研究报告|行业周报 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 gszqdatemark 】煤炭开采煤炭开采 业绩触底望迎改善业绩触底望迎改善 行情回顾(行情回顾(2025.8.222025.
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旺季尾声需求短期承压,供给托底煤价仍有支撑 Table_ReportTime2025 年 8 月 31 日 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http:/2 证券研究报告 行业研究-周报 行业周报 .
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证券研究报告|行业周报 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 gszqdatemark 石油石化石油石化 本周原油本周原油小幅反弹小幅反弹 多空因素交织多空因素交织,本周原油价格本周原油价.
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煤炭煤炭 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1/28 煤炭煤炭 2025年 08月 31日 投资评级:投资评级:看好看好(维持)(维持)行业走势图行业走势图 数据来源:聚源 动力煤修复剑指第三目.
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证券研究报告 行业研究周报 Table_ReportType Table_StockAndRank 石油加工行业石油加工行业 行业评级看好 上次评级看好 Table_Author 刘红光 石化行业联.
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证券研究报告|行业研究简报 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 gszqdatemark 煤炭开采煤炭开采 印尼取消矿产销售限价印尼取消矿产销售限价 本周全球能源价格回顾。本周全球能源价.
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本公司具备证券投资咨询业务资格,请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 石化周报 市场观望美国降息和俄乌进展,油价表现平稳 2025 年 08 月 30 日 市场观望美国降息和俄乌进展,油价表现.
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|证 券 研 究 报 告|环形与直线形核聚变路线对比及受益标的梳理以托卡马克和Helion为例中泰证券研究所专业领先深度诚信2 0 2 5.8.281分析师:王可分析师:王可 执业证书编号:执业证书编号:S0740519080001 Email: 聚变进展聚变进展:托卡马克建设加速托卡马克建设加速,直线形方案有望快速商用直线形方案有望快速商用 可控核聚变是强主题方向可控核聚变是强主题方向,短期内持续有催化短期内持续有催化。可控核聚变是肉眼可见的人类能源终极形态,对于人工智能、工业生产乃至深空探索意义重大。今年上半年技术与工程进展共振,持续推高市场预期;下半年催化更多,反应堆持续招标且有新堆规划。全球核聚变项目加速推全球核聚变项目加速推进进,中美领跑中美领跑。中国以国家主导,主攻托卡马克;美国以私企主导,多元化布局核聚变路线。美国明星聚变项目多且商业化预期积极,促使我国加速聚变产业建设,今年以来国内聚变堆资本开支大幅增加。核聚变核聚变技技术路线百花齐放术路线百花齐放,环形与直线形装置备受关注环形与直线形装置备受关注。全球在运、在建和规划的聚变装置有168个,托卡马克占比接近50%。环形装置具备“稳态、高能量增益”的特点,瞄准城市级基荷电源;直线形装置“紧凑、高功率密度”,适用于分布式、可移动或特殊场景电源。二者在场景上互相补充,是备受关注的聚变装置类型。环环形装置以托卡马克为主形装置以托卡马克为主,直线形装置中直线形装置中Helion的路线或将率先落地的路线或将率先落地。对比仿星器,托卡马克在工程复杂度、经济性方面更优,是目前的主流路线。FRC路线中,Helion采用磁惯性约束直接回收电能,装置灵活、投资低,是当下最接近落地的路线。托卡马克路线托卡马克路线:关注招标进展关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势新堆建设及各环节演进趋势 托卡马克是产业化重点方向托卡马克是产业化重点方向,商业化商业化渐行渐近渐行渐近。国际上,ITER完成脉冲超导电磁体系统的所有组件制造,CFS与谷歌达成购电协议;国内,BEST工程总装提前2月启动,陆续启动招标,目标在2027年完成全部建设;CFEDR预计于2030年建成,实现功率大于1000兆瓦,Q30。托卡马克装置中磁体成本最高托卡马克装置中磁体成本最高,包层包层、偏滤器偏滤器、电源等为重点环节电源等为重点环节。托卡马克装置中磁体占比最高,且高温超导装置的磁体成本占比(约46%)高于低温超导装置(约28%)。托卡马克装置各环节中,偏滤器、包层第一壁材料向钨基合金演进;磁体系统从低温超导向高温超导演进。电源系统主要包括磁体电源和辅助加热电源,磁体电源中TF电源要求大电流低电压,CS/PF电源要求低电流高电压;加热电源方案与磁体类型直接相关:低温超导装置综合运用不同加热方式,中性束加热是主要方法;高温超导装置设计更紧凑、磁场强度更高,离子回旋加热是重要加热方式。FRC路线路线:Helion有望率先迈过商业化节点有望率先迈过商业化节点,重点关注电源系统重点关注电源系统 Helion获获全球首个聚变购电协议全球首个聚变购电协议,发电时间预期积极发电时间预期积极。Helion装置相对托卡马克有成本小、效率高、迭代快等优势,公 司 自2013年已先后建成七个原型机。2023年5月微软与Helion签署全球首个聚变购电协议,Helion承诺在2028年之前开始发电,并在一年之后为微软提供至少50MW的发电量。2025年7月30日,Helion宣布获地并启动全球首座聚变电厂ORION建设。瀚瀚海聚能海聚能、诺瓦聚诺瓦聚变入局变入局,直接对标直接对标Helion。瀚海聚能落户成都,25年7月完成HHMAX-901主机建设与点亮,计划2030年底前与核电业主合作;诺瓦聚变落户上海,完成5亿元天使轮融资,重点研发小型模块化核聚变反应堆,精准应对AI供电需求。Helion装置中电源系统成本占比最高装置中电源系统成本占比最高,半导体开关或是趋势半导体开关或是趋势。Helion的电源系统主要由电容、开关和传输线组成,成本约占整个装置的50%。其中脉冲电容器成本占比高,占整个装置成本的1/3。电源系统中超级电容和快控开关至关重要电源系统中超级电容和快控开关至关重要。超级电容方面,超级电容在核聚变这种高功率应用场景不成熟,Helion走自研路线;快控开关关注IGBT,具有高可靠性和高寿命的优点,未来有望克服电流上升速率未达标的问题。推荐逻辑推荐逻辑:紧跟紧跟“堆催化堆催化”。关注BEST、星火一号、先觉聚能、环流三号等项目的链主企业链主企业及招标过程中的高价值高价值环节环节;关注CFEDR、中国聚变能源公司的聚变项目逐步落地。关注海外如Helion等路线突破后,电源系统电源系统的投资机遇。风险提示:核聚变相关投入不及预期;产业紧张不及预期;相关标的业务进展不及预期;研报使用的信息存在更新不及时风险。核心观点2WUVZoQsQnMtNoRrPnPnPoNbRcM9PpNqQnPrMiNpPuMkPnPwP7NqQwPxNpNmNuOrMoO聚变进展:托卡马克建设加速,直线形方案有望快速商用托卡马克路线:关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势FRC路线:Helion有望率先迈过商业化节点,重点关注电源系统推荐逻辑及标的梳理目录C C O O N N T T E EN N T T S S12433-20%0 000 24-08-262024-10-262024-12-262025-02-262025-04-262025-06-262025-08-26可控核聚变沪深3001.1、可控核聚变是强主题方向,可控核聚变是强主题方向,短期内持续有催化短期内持续有催化来源:iFinD,券商中国,新华网,上海证券报,人民网,可控核聚变,中国经济网,中泰证券研究所市场表现图表图表1:可控核聚变可控核聚变(886065.TI)行情表现行情表现(截止截止8月月26日日)3月月,中国环流三中国环流三号号实现原子核、电子温度双亿度双亿度运行运行5月月,BEST工程工程总装总装启动仪式提前两个月举行1月月,EAST装置实现1亿亿下稳态下稳态运行运行1066秒秒 可控核聚变可控核聚变是指通过模拟太阳内部的核反应,在人工控制人工控制下实现轻原子核轻原子核(如氘如氘、氚氚)的聚变反应的聚变反应,从而释放巨大能量并转化为清洁能源清洁能源的技术。可控核聚变是终极能源形式可控核聚变是终极能源形式。其燃料可从海水中近乎无限提取,且不产生长周期放射性废物,能量密度大于化石燃料,是实现人类能源终极安全和清洁化的必然选择。可控核聚变是今年强主题方向可控核聚变是今年强主题方向。上半年科研突破与工程进展共振上半年科研突破与工程进展共振。2月,中国核电、浙能电力合力注资17.5亿元参股中国聚变能公司;3月,中国环流三号实现原子核、电子双亿度运行;5月,BEST项目进行工程总装启动仪式;市场预期持续被推高,区间涨幅超过50%。下半年催化更多下半年催化更多:反应堆持续招标及新堆规划反应堆持续招标及新堆规划。7月,瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成;中国聚变能源公司挂牌,新增注册资本114.69亿元。8月1日诺瓦聚变官宣完成5亿元天使轮融资,创下国内民营核聚变公司单笔融资新高。目前江西聚变已开启研发、设计、商采岗位招聘,涉及低温、真空、热力学、核质量控制等多个方向,推动项目快速发展。42月月,中国核电、浙能电力合计注资注资17.5亿元亿元参股中国聚变参股中国聚变能公司能公司4月月,ITER宣布全球最大脉冲超导电超导电磁体系统全部组件磁体系统全部组件建成建成7月,瀚海聚能瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成;中国聚中国聚变变能源能源公司公司新增注册资本114.69亿元亿元10月月,国资委发文明确将可控核聚变可控核聚变列为重点未来产业列为重点未来产业6月,谷歌与谷歌与CFS 签署200MW 的购电协议;1.2、全球聚变项目技术路线百花齐放,环形与直线形装置备受关注全球聚变项目技术路线百花齐放,环形与直线形装置备受关注全球格局5来源:Fusion for Energy,FUSDIS,中泰证券研究所图表图表2:全球聚变投资额(截止至全球聚变投资额(截止至2025年年6月月10日)与类型分布日)与类型分布 全球在运、在建和规划的聚变装置有全球在运、在建和规划的聚变装置有168个个,其中,托卡马克、仿星器、激光/惯性装置占比分别为46%、17%、8%。其他技术路线占比29%,包括FRC、混合堆等。目前全球聚变技术目前全球聚变技术中中环形装置、直线形装置备受关注。环形装置、直线形装置备受关注。环形装置环形装置通过长脉冲环形磁场约束,使核燃料沿磁场方向螺旋运动而不接触器壁,能够实现稳态持续发电。代表类型有托卡马克、仿星器等,更适合GW级集中式电厂,满足城市或国家电网需求。直线形装置直线形装置代表类型为场反位形(FRC),FRC是有着较强的极向磁场的同时仅有较少的环向磁场的轴对称紧凑环型等离子体位形,由分界面内部的闭合磁力线和分界面外部的开放磁力线组成。直线形装置结构简单、体积小,天然适合分布式、小型化场景(50-100MW),但通过模块化可拓展至中大型规模。美国中国托卡马克46%仿星器17%激光约束8%其他29%1.3、全球核聚变项目加速推进全球核聚变项目加速推进项目梳理图表图表3 3:全球全球典型项目梳理典型项目梳理来源:可控核聚变、观察者网、核聚变与等离子体物理、元新闻、新华网、中国电力报、能联社、IT桔子、诺瓦聚变公众号等,中泰证券研究院6全球聚变全球聚变项目项目商业化进程加速商业化进程加速。全球投入加速,中美领跑。中国以国家主导,主攻托卡马克;美国以私企主导,核聚变多路径发展。美国CFS、Helion等项目进展显著,促使我国在聚变产业加速建设。今年以来国内聚变堆资本开支大幅增加,项目招标持续进行。国家国家公司/机构(反应堆)公司/机构(反应堆)时间时间技术路线技术路线燃料燃料融资进展融资进展备注备注全球合作/(ITER)20世纪80年代中期磁约束-托卡马克磁约束-托卡马克氘-氚(DT)/2039年启动氘-氚聚变实验LLNL(NIF)1994年惯性约束氘-氚(DT)/TAETAETechnologies(NormCopernicus)Technologies(NormCopernicus)1998年磁约束-FRC氢-硼(p-B11)超过12亿美元预期于2030年代初期建成并投运聚变电站Da VinciHelion Energy(Polaris、Orion)Helion Energy(Polaris、Orion)2013年磁惯性约束-FRC磁惯性约束-FRC氘-氦3(DHe3)超过10亿美元2025年1月完成F轮4.25亿美元融资,预计2028年开始发电2025年1月完成F轮4.25亿美元融资,预计2028年开始发电Zap Energy(FuzE-Q等)2017年磁约束-Z箍缩氘-氚(DT)3.3亿美元CFS(SPARC、ARC)2018年磁约束-托卡马克磁约束-托卡马克氘-氚(DT)约20亿美元2025年6月与谷歌签署聚变电力采购协议,预计2030年建成2025年6月与谷歌签署聚变电力采购协议,预计2030年建成聚变电站ARC聚变电站ARC中科院/聚变新能(BEST)2023年磁约束-托卡马克磁约束-托卡马克氘-氚(DT)注册资本145亿人民币2027年建成,目标验证Q12027年建成,目标验证Q1中科院/聚变新能(CFEDR)2017年磁约束-托卡马克磁约束-托卡马克氘-氚(DT)注册资本145亿人民币预计2030年建成,预计2030年建成,实现功率大于1吉瓦,Q30Q30中核集团(中国环流三号)2020年磁约束-托卡马克磁约束-托卡马克氘-氚(DT)/新奥科技(玄龙-50U)2024年磁约束-球形托卡马克氢-硼(pB11)/预计2027年建成“和龙-2”,2035年实现商业示范堆运行星环聚能(CTRFR-1)2021年磁约束-球形托卡马克氘-氚(DT)6亿人民币在2030年左右展示一个可输出电能的聚变堆能量奇点(洪荒系列)2021年磁约束-托卡马克氘-氚(DT)8亿人民币计划2027年建成“洪荒170”,实现Q10江西聚变新能/中核聚变(成都)(星火系列)2023年聚变-裂变混合堆聚变-裂变混合堆氘-氚(DT)(聚变);铀-238与钍-232(裂变)超过200亿人民币预计于2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网预计于2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网瀚海聚能(HHMAX-901)瀚海聚能(HHMAX-901)2022年磁惯性约束-FRC磁惯性约束-FRC/超过5000万人民币预计2030年发电预计2030年发电星能玄光(Xeonova-1)星能玄光(Xeonova-1)2024年磁约束-FRC磁约束-FRC/1亿人民币计划2035年建成200MW FRC聚变电站计划2035年建成200MW FRC聚变电站诺瓦聚变诺瓦聚变2025年磁惯性约束-FRC磁惯性约束-FRC/5亿人民币UKIFS(STEP)2019年磁约束-球形托卡马克氘-氚(DT)/预计2040年代投入运营Tokamak Energy(ST40)2009年磁约束-球形托卡马克氘-氚(DT)3.35亿美元在 2030 年代建成一座示范性的并网聚变电站Marvel Fusion2019年惯性约束混合燃料(主要由氢和硼组成)累计3.85亿欧元计划于2032年前建成原型设施,并目标在2036年前实现商用聚变电站运营Focused Energy2021年惯性约束氘-氚(DT)超过1.75亿美元计划于2035年建成1吉瓦激光聚变试验电站Gauss Fusion(Gauss GIGA)2022年磁约束-仿星器氘-氚(DT)/2025年7月2日签署跨国合作协议加速GW级电站建设Proxima Fusion2023年磁约束-仿星器氘-氚(DT)超1.85亿欧元示范仿星器计划2031年投入运营Helical Fusion(Helix Program)2021年磁约束-仿星器氘-氚(DT)52亿日元计划2030年代商用Starlight Engine(FAST)2024年磁约束-托卡马克氘-氚(DT)/2030年代后期进行聚变发电示范法国Renaissance Fusion2020年磁约束-仿星器氘-氚(DT)4700万欧元计划2030年代建成商业聚变反应堆韩国KFE(CPD)2025年磁约束-托卡马克/计划于2035年启动试运行,2040年实现商业化英国德国日本中国美国 托卡马克是环形装置主流路线。托卡马克是环形装置主流路线。环形装置的代表有托卡马克、仿星器。仿星器利用外部线圈创造自然扭曲的等离子体路径。托卡马克装置使用超导磁体和环形磁场设计实现长脉冲稳态运行能力。与仿星器相比,托卡马克几何结构较简单、具备更成熟的工程经验,目前全球约50%的核聚变项目基于托卡马克。直线形装置中直线形装置中Helion的路线或将率先落地。的路线或将率先落地。直线形装置的代表是FRC,FRC主要分为磁约束的稳态式FRC和磁惯性约束的脉冲式FRC,代表装置分别有TAE的Norm装置和Helion的装置。Norm装置的技术路线是通过高能中性束直接生成并维持FRC,追求连续稳态运行;Helion装置的技术路线是通过脉冲磁场瞬间压缩FRC,触发聚变后利用等离子体膨胀反推磁场直接发电。TAE目前的局限性:TAE的理想燃料是氢硼,其聚变温度显著高于传统氘氚(DT)燃料,装置加热难题仍有待攻克;TAE要利用稳态FRC发电,但是目前仅能维持稳态FRC最多40毫秒。与TAE的装置相比,Helion的装置选择较易反应的燃料,采用灵活的短脉冲运行方式,并配以磁场直接捕获能量磁场直接捕获能量的创新技术,将很快演示净能量增益核聚变,是当前最接近落地的核聚变创新路线。技术对比图表图表4 4:各主要技术路径的核心指标对比各主要技术路径的核心指标对比来源:核聚变与等离子体物理,中国科技云,可控核聚变,国家原子能机构,IAEA,Helion官网,中泰证券研究院71.4、环形装置以托卡马克为主,直线形、环形装置以托卡马克为主,直线形装置中装置中Helion的路线或将率先落地的路线或将率先落地指标指标托卡马克托卡马克仿星器仿星器脉冲式FRC脉冲式FRC稳态式FRC稳态式FRC单体功率大堆可超1GW大堆可超1GW/至少50MW,可并联多模块实现更高功率/聚变方式磁约束(D-T)磁约束(D-T)磁惯性(D-He)磁惯性(D-He)磁约束(p-11B)能量捕获热机(蒸汽轮机,效率较低)/直接磁场捕获(效率 90%)直接磁场捕获(效率 90%)/装置规模环形,大(ITER真空容器直径19.4米)主半径5.5m;次半径0.50.53m直线型,小(Polaris约19米)直线型,Norm长约13米运行模式长脉冲长脉冲长脉冲短脉冲短脉冲长脉冲长脉冲成本高(建设、维护、材料)高(设计、安装)低(紧凑、灵活)低(紧凑、灵活)低(紧凑、灵活)低(紧凑、灵活)典型项目ITERGauss GIGAHelionHelionTAE(Norm)目录C C O O N N T T E EN N T T S S43128聚变进展:托卡马克建设加速,直线形方案有望快速商用托卡马克路线:关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势FRC路线:Helion有望率先迈过商业化节点,重点关注电源系统推荐逻辑及标的梳理 国际上国际上ITER等项目有突破性进展,托卡马克产业化进程迎来里程碑。等项目有突破性进展,托卡马克产业化进程迎来里程碑。多国合作的ITER托卡马克装置目前已经完成全球最大、最强的脉冲超导电磁体系统的所有组件制造;CFS已与谷歌达成协议,将在2030年代初从ARC向谷歌供应200MW电力,目前正全力推进基于托卡马克的前期验证装置SPARC,预计在2027年验证Q1,在2030年代建成商业聚变电厂ARC;WEST最新实验成功维持等离子体反应1337秒,标志着又一重大技术跃迁,成果直接服务于ITER。国内托卡马克聚变项目持续推进,迎来密集招标期。国内托卡马克聚变项目持续推进,迎来密集招标期。中科院系有BEST、CFEDR,中核系有中国环流三号、“星火”项目。BEST工程总装提前两个月启动,并陆续启动招标,目标在2027年完成全部建设;CFEDR定位从实验验证转向工程示范,预计于2030年建成,实现功率大于1000兆瓦,Q30;中国环流三号(HL-3)今年国内首次实现原子核、电子双亿度运行,综合参数跃居国际前列,挺进燃烧实验阶段;“星火”项目预计2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网。来源:可控核聚变,每经头条等,中泰证券研究所产业进展图表图表5 5:托卡马克托卡马克典型项目典型项目整理整理92.1、产业进展:全球加速推进托卡马克聚变路线、产业进展:全球加速推进托卡马克聚变路线国家国家公司公司/机构机构项目名称项目名称预计发电能力预计发电能力进展进展融资融资全球合作/ITERITER200MW预计预计20332033年正式开始等离子体实验,年正式开始等离子体实验,20392039年进行氘年进行氘-氚实验氚实验/美国CFSSPARC、ARCARC达到400MWSPARC预计2027年达到Q1。2030年代建成聚变电厂ARC约20亿美元,6月30日与谷歌签署200兆瓦购电协议法国CEAWEST仅实验验证,不实际发电维持等离子体反应1337秒,创下全球新高/中国中科院/聚变新能BESTBEST50-200MW20272027年建成年建成BESTBEST,目标验证,目标验证Q1Q1注册资本145亿人民币CFEDRCFEDR1000MW预计预计20302030年建成,年建成,实现功率大于1000兆瓦,Q30Q30/中核集团中国环流三号/实现原子核、电子双亿度运行/“星火”项目/预计2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网超过200亿元 国内多个反应堆持续招标。国内多个反应堆持续招标。BEST将在EAST装置的基础上首次演示聚变能发电,是国内进展最快的托卡马克堆,2027年建成以后会成为世界首个紧凑型聚变能实验装置,预计大部分招标在下半年释放。中国环流三号中国环流三号是目前我国规模最大、参数最高的托卡马克装置,2025年5月聚变三乘积达到10的20次方量级,目前有升级改造需求,预计下半年将释放相关招标。国内后续有多个新堆规划。国内后续有多个新堆规划。中国聚变工程示范堆(CFEDR)已启动方案设计,将瞄准建设世界首个聚变示范电站,完成从ITER到聚变原型电站之间的技术过渡和工业实践。2025年7月22日中国聚变能中国聚变能源公司源公司在沪挂牌成立,是中核集团直属二级单位,融资超百亿元,以磁约束托卡马克为技术路线。“星火”项目由中核集团与江西联创光电联合推进,总投资200亿元,目标于2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网,设计Q值超过30。来源:可控核聚变,中泰证券研究所产业进展图表图表6:BEST与中国环流三号与中国环流三号102.1、产业进展:、产业进展:国内托卡马克反应堆持续招标,有望形成新堆规划国内托卡马克反应堆持续招标,有望形成新堆规划 托卡马克装置的原理是托卡马克装置的原理是通过长脉冲环形磁场约束,通过长脉冲环形磁场约束,通过两个方向的磁场线叠加,生成螺旋状磁场线的通过两个方向的磁场线叠加,生成螺旋状磁场线的“笼子”“笼子”,使核燃料沿磁场方向螺旋运动,实现稳态持续发电使核燃料沿磁场方向螺旋运动,实现稳态持续发电。托卡马克装置中磁体成本占比最高,各环节按价值量从高到低顺序为:磁体、堆内构件托卡马克装置中磁体成本占比最高,各环节按价值量从高到低顺序为:磁体、堆内构件(偏滤器等偏滤器等)、电、电源、真空室。源、真空室。低温超导托卡马克装置中,磁体成本占比约低温超导托卡马克装置中,磁体成本占比约28%。ITER项目数据,成本中磁体占比约28%,堆内构件占比约17%,建筑占比约14%,真空室占比约8%。高温超导托卡马克装置中,磁体高温超导托卡马克装置中,磁体成本成本占占比约比约46%。以美国CFS公司的商业化可控核聚变ARC项目为例,该项目中,磁体系统的支出预计占比46%。托卡马克设备的主要组成部件包括磁场线圈相关设备、包层模块、偏滤器等托卡马克设备的主要组成部件包括磁场线圈相关设备、包层模块、偏滤器等:磁体磁体:是托卡马克装置的主体工程,用来产生超强磁场约束等离子体。偏滤器偏滤器:是等离子体与器壁相互作用的主要区域,用来排除氦灰、控制杂质并排出热量包层模块包层模块:为整个托卡马克装置提供中子和高热负荷的屏蔽,是装置的关键系统,由第一壁、屏蔽块以及支撑结构等组成。其中第一壁直面内部高温等离子体,对装置起重要保护作用来源:Superconductors for fusion:a road mapCan Fusion Energy be cost-competitive and commercially viable?An analysis of magnetically confined reactors,中泰证券研究所成本拆解图表图表7:低温超导托卡马克低温超导托卡马克成本成本拆分拆分(以以 ITER 2021年数据为例年数据为例)28%8%8%7%7%6%5%磁体堆内构件建筑真空室电源系统其他辅助系统加热和电流驱动仪表和控制低温装置和冷却系统112.2、托卡马克装置:、托卡马克装置:磁体、包层、偏滤器、电源为核心环节磁体、包层、偏滤器、电源为核心环节图表图表8:高温超导托卡马克成本拆分高温超导托卡马克成本拆分(以以 ARC 2023年数据为例年数据为例)磁体:从低温超导向高温超导演进。磁体:从低温超导向高温超导演进。磁体系统通过强磁场约束上亿摄氏度的等离子体,其性能直接决定聚变反应的效率与稳定性。相对于低温超导材料,高温超导材料具有高临界温度、高临界磁场及高载流能力等独特优势,高温超导将成为磁体系统演进趋势。实用化的高温超导材料主要包括Bi-2212、Bi-2223和REBCO、MgB 2 和铁基超导材料。包层:第一壁材料向钨演进。包层:第一壁材料向钨演进。包层的主要部件有第一壁、氚增殖区、冷却系统、结构材料,主要功能是氚自持、能量转换以及辐射屏蔽,主要演进方向是提高氚增殖率、增强抗辐射与耐高温性能。第一壁材料未来可能选用钨代替铍;氚增殖层目前存在多种方案,可以分为固态和液态两种。偏滤器:第一壁材料向钨或其合金演进。偏滤器:第一壁材料向钨或其合金演进。偏滤器的主要任务是排出杂质以减少对等离子体的污染、保护壁面,要求具有高热负荷和低溅射率,演进的关键环节是其第一壁材料的选择。偏滤器第一壁曾选用石墨、碳纤维复合材料等材料,经过长期研究,目前普遍认为钨或其合金最有希望作为今后偏滤器的第一壁材料。技术演进路线122.3、聚变的“工厂车间”:磁体、包层、聚变的“工厂车间”:磁体、包层、偏滤器偏滤器来源:核聚变商业化,ITER官网,中泰证券研究所图表图表9 9:托卡马克装置托卡马克装置结构图与磁体、包层、偏滤器示意图结构图与磁体、包层、偏滤器示意图 托卡马克电源系统(以托卡马克电源系统(以ITER为例)包括为例)包括400kv电网;稳态、脉冲高压变电站;磁体电源系统;辅助加热电电网;稳态、脉冲高压变电站;磁体电源系统;辅助加热电源系统;源系统;无功补偿及其滤波系统无功补偿及其滤波系统。400kv电网电网提供高压电能输入;稳态、脉冲高压变电站稳态、脉冲高压变电站将400kv高压调整至适应后续设备的电压(66kv);磁体电源系统磁体电源系统产生强磁场,约束反应原材料;辅助加热电源系统辅助加热电源系统辅助加热等离子体以达到聚变温度;无功补偿及其滤波系统无功补偿及其滤波系统对磁体电源与辅助加热电源产生的无功和谐波进行有效的补偿和抑制,避免电网和聚变装置受到冲击。技术演进路线来源:ITER聚变装置及其电源系统,中国物理学会期刊网公众号,中泰证券研究所图表图表10:ITER电源系统示意图电源系统示意图132.4、“能量引擎”与“控制中枢”“能量引擎”与“控制中枢”:电源系统电源系统磁体电源系统辅助加热电源系统无功补偿及滤波系统托卡马克电源系统托卡马克电源系统(以以ITERITER为例为例)400kv电网稳态、脉冲高压变电站400kv电网高压变电站无功补偿及滤波系统磁体电源系统辅助加热电源系统高压电能输入适配设备的电能输出CS/PF电源TF电源给中心螺管线圈/极向场线圈供电给环向场线圈供电射频波加热中性束注入加热离子回旋电子回旋低杂波辅助加热等离子体对其他电源产生的无功和谐波进行有效补偿和抑制 磁体电源主要分为磁体电源主要分为TF电源、电源、CS/PF电源两个子系统。电源两个子系统。TF电源电源给环向场给环向场(TF)线圈供电线圈供电,产生环形磁场,保证等离子体的宏观整体稳定性。CS/PF电源向中心螺管电源向中心螺管(CS)线圈、极向场线圈、极向场(PF)线圈供电线圈供电,CS/PF线圈激发的环向电场能够击穿电离真空室中的工作气体,产生等离子体,并使等离子体在环向电场的驱动下形成环形等离子体电流。两个子系统共同产生的螺旋状磁场实现磁约束两个子系统共同产生的螺旋状磁场实现磁约束。CS/PF线圈产生的极向磁场(带电等离子体自身也产生极向磁场)与TF线圈产生的环形磁场相互作用扭成螺旋状。等离子体在该螺旋状磁场的作用下与向外扩张的力平衡,保持在合适位置,实现了磁约束。TF电源要求大电流低电压,电源要求大电流低电压,CS/PF电源要求低电流高电压。电源要求低电流高电压。TF电源产生稳定的环形磁场,要求大电流、低电压,放电过程缓慢,回路基本是电感回路;CS/PF电源通过电流变化产生磁场变化进而形成环向电场,要求大电流变化率,即电流爬升时间足够短,需要高电压且电感足够小。技术演进路线来源:现代物理知识杂志公众号,ITER聚变装置及其电源系统,中泰证券研究所图表图表11:ITER磁体磁体系统系统与磁体电源系统示意图与磁体电源系统示意图142.4.1、电源系统:磁体电源、电源系统:磁体电源产生强磁场,产生强磁场,约束反应原材料约束反应原材料线圈线圈额定电流额定电流/kA/kA额定电压额定电压/V/V电流变化电流变化率率TF68900低CS451350高PF551350高 等离子体仅靠磁体电源引起的欧姆加热无法达到聚变条件,需要辅助加热系统协同加热等离子体仅靠磁体电源引起的欧姆加热无法达到聚变条件,需要辅助加热系统协同加热。在磁体电源工作过程中,电磁场的能量会通过电流的热效应传递给等离子体使其温度逐渐升高,这一过程即欧姆加热。随着温度升高,等离子体电阻降低,欧姆加热效果会持续下降。受限于此,仅靠欧姆加热最高只能加热到0.2亿-0.3亿度,而主流的D-T反应需要温度1亿度以上。辅助加热系统可以通过其他方式辅助加热,与欧姆加热协同运行,使等离子体温度达到聚变反应温度条件。辅助加热系统可分为射频波加热辅助加热系统可分为射频波加热(电子回旋、低杂波、离子回旋电子回旋、低杂波、离子回旋)、中性束注入加热两种方式。、中性束注入加热两种方式。低温超导装置加热手段多样,核心是中性束加热;高温超导装置更适用离子回旋加热。低温超导装置加热手段多样,核心是中性束加热;高温超导装置更适用离子回旋加热。ITER是典型的低温超导托卡马克装置,综合应用所有辅助加热方式,其中中性束注入加热是核心。SPARC是典型的高温超导托卡马克装置,相对相对ITER具有更紧凑的设计和更高的磁场强度具有更紧凑的设计和更高的磁场强度。在这种条件下,中性束注入因穿透问题需要超高能量束;电子回旋加热缺乏可用高功率源;低杂波加热虽能穿透但无法高效加热燃料离子。离子回旋加热能在该条件下实现有效加热,是目前SPARC唯一使用的辅助加热方式。技术演进路线来源:中国物理协会期刊网公众号,中泰证券研究所图表图表1212:加热电源系统技术路线图加热电源系统技术路线图152.4.2、电源系统:辅助加热电源提升、电源系统:辅助加热电源提升等离子体温度,使其达到聚变条件等离子体温度,使其达到聚变条件射频波加热中性束注入加热离子回旋电子回旋低杂波低温超导托卡马克高温超导托卡马克离子回旋主要方式辅辅助助加加热热系系统统极强磁场装置紧凑基础加热手段基础加热手段:电流的热效应辅助加热手段辅助加热手段目录C C O O N N T T E EN N T T S S413216聚变进展:托卡马克建设加速,直线形方案有望快速商用托卡马克路线:关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势FRC路线:Helion有望率先迈过商业化节点,重点关注电源系统推荐逻辑及标的梳理3.1、差异化布局差异化布局FRC路线,路线,Helion有望率先商业化有望率先商业化来源:Creation of a High Temperature Plasma through Merging and Compression of Supersonic Field Reversed Configuration Plasmoids,Helion官网,中泰证券研究所代表性项目图表图表13:Helion装置及原理图装置及原理图17 Helion差异化布局差异化布局FRC,启动建设聚变电厂启动建设聚变电厂。Helion Energy是专注于直线形FRC装置的核聚变技术公司,成立于2013年。2025年1月,公司完成4.25亿美金的F轮融资,目前累计融资总额超过10亿美元,公司估值达到54.25亿美元。公司称在第6代装置Trenta上已达成1亿C燃料温度,目前第7代装置Polaris已投入运行。7月30日,公司宣布启动全球首座聚变电厂Orion建设。相比于TAE的FRC路线,Helion主要的创新是采用磁惯性约束路线;磁场直接捕获能量。商业商业化进度积极化进度积极,预计预计2028年发电年发电。2023年5月,公司宣布与微软签署购电协议,计划在2028年前从其首座核聚变发电站向微软供应至少50MW的电力。同年,公司与钢铁公司Nucor达成协议,计划为其开发一座500MW的核聚变发电厂,为其钢铁制造设施提供电力,预计2030年代投入运营。无需无需“烧开水烧开水”,独家磁能回收机制实现极高电能回收率独家磁能回收机制实现极高电能回收率。原理是通过磁场加速等离子体,在极短时间内对其进行压缩,完成聚变。形成形成:氘(D)和氦-3受热,在磁场约束下形成FRC;加速加速:磁力驱动两端的FRC加速,在机器中间相撞;聚变聚变:强磁场将FRC相撞融合而成的等离子体进一步压缩达到1亿摄氏度,核聚变发生,等离子体扩散;发电发电:扩散的等离子体像活塞一样反推磁场,变化的磁场生成感应电流。装置对比18来源:Helion官网,中国科技云,工程管理前沿,核聚变与等离子体物理,可控核聚变,核聚变商业化,财联社,中泰证券研究所图表图表14:托卡马克与托卡马克与Helion对比对比3.2、Helion路线对比托卡马克路线对比托卡马克维度维度托卡马克托卡马克Helion单体功率大堆可超1GW至少50MW,可并联多模块实现更高功率聚变方式磁约束磁惯性约束能量捕获热机(蒸汽轮机,效率较低)直接磁场捕获(效率直接磁场捕获(效率90%)运行模式持续或长脉冲短脉冲(不足1ms)能耗低值高值,能够在较低的磁场强度下约束较高密度的等离子体,具备更高的能量效率成本高(建设、维护、材料)低(紧凑、灵活)低(紧凑、灵活)装置形态环形,结构复杂,体积较大直线形,结构简单,体积较小直线形,结构简单,体积较小燃料选择主流为氘氚(D-T)反应,中子辐照强,需处理氚增殖问题氘-氦-3(D-He),主反应不产生中子磁体系统依赖复杂大型超导磁体阵列,成本较高使用常规磁体,成本较低使用常规磁体,成本较低电源系统主要用于维持稳态磁场和辅助加热主要用于维持稳态磁场和辅助加热需要大功率脉冲电源,涉及超级电容、快控开关稳定性与安全性有电流破裂风险无电流破裂风险,直线型结构便于主动控制无电流破裂风险,直线型结构便于主动控制预期应用时间2035-2050年年2028年年国际:ITER、CFS(美)国际:Helion(美)国内:BEST、能量奇点国内:诺瓦聚变、瀚海聚能主要企业/项目装置对比193.2.1、对比托卡马克:、对比托卡马克:Helion成本低,能量转换效率高,更快落地成本低,能量转换效率高,更快落地 Helion方案优势分析方案优势分析装装置结构简单、体积较小,迭代成本较低。置结构简单、体积较小,迭代成本较低。托卡马克采用环形装置,体积较大,而Helion的直线型装置长约19米,体积较小,装置迭代进步的资本成本更低,迭代速度更快。选选择氘氦择氘氦-3燃料,装置维护成本较小。燃料,装置维护成本较小。托卡马克主流的燃料方案是氘-氚(DT),反应产生中子;Helion选择氘-氦-3(D-He)为燃料。氘-氦-3(D-He)反应不产生中子,装置的维护成本较小。直直接利用磁场捕获能量,效率显著高于托卡马克。接利用磁场捕获能量,效率显著高于托卡马克。托卡马克用蒸汽推动涡轮发电,能量损失很大。而Helion直接通过等离子体膨胀推动磁场产生电流,效率可超90%。无无需依赖外部加热源需依赖外部加热源。Helion的装置采用脉冲式放电设计,无需长时间维持等离子体。同时由于内部等离子体环通过压缩融合过程实现了磁能向内能的转化,装置加热效率高,无需借助中性束注入等外部加热手段。装装置技术期权价值高置技术期权价值高。FRC核聚变装置能够创造衍生装置及应用,如高性能电源系统、中子源商用等聚变技术应用,能够带来增量的商业价值,为资本的阶段性退出提供选择。更更快实现市场端落地快实现市场端落地。FRC百兆瓦功率的发电装置匹配数据中心、大型商业供电、制造业工厂等细分市场用户对分布式供电的能源需求,能够更快实现离网的部署与应用,走向市场端。来源:可控核聚变,核聚变商业化,中泰证券研究所图表图表15:Helion装置迭代历程装置迭代历程20142014年年 建成第第4 4代原型代原型机机GrandeGrande,实现4T4T磁场,并达到5KeV5KeV的等离子体温度20182018年年 建成第第5 5代原型代原型机机VentiVenti,产生了7T7T的磁场,并在高密度下实现2KeV2KeV的离子温度20202020年年 建成第第6 6代原型代原型机机TrentaTrenta,将FRC等离子体压缩至8T8T以上,等离子体温度大于9keV9keV20222022年年 第第7 7代原型机代原型机PolarisPolaris开始建造20102010年年 建成第第3 3代原型代原型机机IPAIPA,实现离子温度1keV1keV20252025年年 启动全球首座聚变电厂聚变电厂OrionOrion建设装置对比20 Helion方案仅需常规磁体,磁体系统成本较低。方案仅需常规磁体,磁体系统成本较低。托卡马克为实现稳定运行需要产生极强的磁场,常规磁体无法满足要求,必须使用超导磁体。然而Helion利用等离子体自身电流形成反向磁场,无需外部强磁场约束;且脉冲磁场磁压缩需要在微秒级别实现磁场变化,无需考虑电阻引起的焦耳热问题,所以常规导体即可满足Helion需求。Helion需要超级电容和快控开关,电源系统成本占比较高。需要超级电容和快控开关,电源系统成本占比较高。托卡马克的电源系统主要用于构建约束磁场和加热,成本占比较低。而Helion的电源需要在极短时间内加速、压缩等离子体,以高压短脉冲电源为主,要求以微秒精度释放和控制电能,瞬时功率达到吉瓦级,需要超级电容和快控开关。适用于Helion装置的特定电容和快控开关在工业领域技术尚不成熟,推高成本占比。来源:托卡马克用大功率快速逆变电源并联研究,Youtube,中泰证券研究所图表图表16:Helion与托卡马克快控电源对比以及与托卡马克快控电源对比以及Helion快控电源示意图快控电源示意图3.2.2、对比托卡马克对比托卡马克:电源系统为核心,电源系统为核心,关注超级电容和快控开关环节关注超级电容和快控开关环节维度维度EAST(EAST(托卡马克托卡马克)HelionHelion电压1600V超过10kV电流6kA中心压缩线圈运行在1MA响应时间微秒级纳秒级脉冲长度最长1066秒微秒级运行电流:1,000,000A预加速线圈:每一圈线圈需要在前一个之后300纳秒激活,必须恰好在FRC经过时触发中心压缩线圈:压缩等离子体至聚变条件3.3、国内对标:国内对标:瀚海聚能、诺瓦聚变加速推进瀚海聚能、诺瓦聚变加速推进FRC路线路线来源:核聚变商业化,可控核聚变,核聚变与等离子体物理,元新闻,诺瓦聚变公众号,中泰证券研究所国内对标图表图表1717:各国直线型装置及相关项目整理各国直线型装置及相关项目整理国家国家公司公司/项目项目技术路线技术路线燃料燃料融资融资预计发电预计发电美国TAE Technologies磁约束-FRC氢-硼(p-B11)、氘-氚(DT)、氘-氦3(DHe3)、氘-氘(DD)超过12亿美元2030年代Princeton Fusion Systems磁约束-FRC氘-氦3(DHe3)3,600,000美元2030年Helion EnergyHelion Energy磁惯性约束磁惯性约束-FRCFRC氘氘-氦氦3(DHe3)3(DHe3)超超1010亿美元亿美元20282028年年中国瀚海聚能瀚海聚能磁惯性约束磁惯性约束-FRCFRC/超过超过50005000万人民币万人民币20302030年年星能玄光磁约束-FRC/1亿人民币/先觉聚能Z 箍缩(Z-FFR)氘氚(D-T)(聚变)、铀等(裂变)/2030年诺瓦聚变诺瓦聚变磁惯性约束磁惯性约束-FRCFRC/5 5亿人民币亿人民币/日本LINEA Innovations磁约束-FRC氢-硼(pB11)、氘-氦3(DHe3)496,650美元2030年代21 国内国内对标有瀚海聚能、诺瓦聚变,正全力加速推进对标有瀚海聚能、诺瓦聚变,正全力加速推进FRC路线。路线。瀚海聚能瀚海聚能成立于2022年12月,是中国首家直线形FRC可控核聚变公司,落户成都,对标Helion,2025年7月完成HHMAX-901主机建设,并实现中国首台商业化直线型FRC装置的等离子体点亮。此外,公司近期与国光电气、旭光电子等签订战略合作协议,计划在2030年底前与核电业主合作,建设聚变示范电站,完成50MW量级的能量输出。诺瓦聚变诺瓦聚变成立于2025年,落户上海,聚焦研发小型模块化反应堆FRC-SMR。8月1日公司官宣完成5亿元天使轮融资,创下国内民营核聚变公司单笔融资新高。公司将重点投入研发国内首台小型模块化核聚变反应堆,精准应对AI 供电需求,为全球能源转型注入强劲动力。方案对比223.3.1、FRC路线路线燃燃料料方案尚未定型方案尚未定型 Helion的的Orion选择氘选择氘-氦氦-3(D-He)燃燃料方案。瀚海聚能未公布燃料方案,由于氚受国家管制,可能采料方案。瀚海聚能未公布燃料方案,由于氚受国家管制,可能采用氘用氘-氘氘(D-D)或氘或氘-氦氦-3(D-He)方案方案。不。不同燃料方案对比如下:同燃料方案对比如下:氘氘-氦氦-3(D-He)方案需实现氦方案需实现氦-3自持。自持。目前氦-3自持方法有:衰变法:衰变法:副反应产生的氚衰变成氦-3;副反应法副反应法:副反应氘氘聚变产生氦-3;小反应堆法小反应堆法:在外置的小反应堆中通过氘氘反应产生氦-3。Trenta采用衰变法和副反应法,但小反应堆法可降低装置中的辐照,进而降低维护成本,是未来趋势。氘氘-氚氚(D-T)方案最易反应但需攻克氚自持和中子辐照问题。方案最易反应但需攻克氚自持和中子辐照问题。氘-氚反应所需温度较低,更易实现;反应截面大,易实现高能量增益。氚全球储量约50kg,未来电站若要采用此方案必须实现氚自持,目前技术仍未成熟。此外,反应释放的高能中子会对反应堆壁造成严重辐照损伤,带来一系列难题。氘氘氘氘(D-D)方案最经济,或成终极解决方案方案最经济,或成终极解决方案。氘可从海水提取,来源接近无限,燃料成本极低。反应产生的中子辐照较小,设备维护成本低。此方案的经济性可能使其成为终极解决方案。来源:核聚变与等离子体物理,现代物理知识杂志公众号,核聚变商业化,Youtube,中泰证券研究所图表图表18:各燃料方案对比及各燃料方案对比及Trenta装置燃料反应图解装置燃料反应图解方案方案优点优点缺点缺点氘-氘(D-D)氘来源无限、易获取;反应中子辐照小反应温度较高;反应截面小氘-氦-3(D-He)反应不产生中子反应温度最高;地球氦-3储量少氘-氚(D-T)反应温度最低,反应截面大氚(T)地球储量极少;反应中子辐照强 直线形直线形FRC装置中电源系统成本占比最高,约占装置中电源系统成本占比最高,约占50%。Helion的电源系统成本约的电源系统成本约50%,电容器约占整个系统成本的,电容器约占整个系统成本的1/3。Helion的装置小型化,且不需要大型蒸汽轮机、冷却塔或传统聚变方法中其他昂贵的设备,因此Helion的设备所需的成本低于托卡马克等传统聚变装置。Helion装置的电源系统主要由电容、开关、传输线构成,要求以微秒精度释放和控制电能,瞬时功率达到吉瓦级,所以未来超级电容器和快控开关超级电容器和快控开关对于Helion至关重要。Helion在2025年初发表公告称将把刚筹集的4.25亿美元主要用于制造电容器、磁体和半导体。Z箍缩装置通过将高电流通过等离子体柱,产生约束和压缩等离子体的磁场,以实现聚变所需的高温和高密度。Z箍缩装置无需超导磁体,设计紧凑,成本低,对电源系统要求高。Z箍缩无需超导磁体、对电源系统要求高等特点与Helion路线相似,我们将Z箍缩装置作为直线形FRC装置成本拆解的参考。来源:Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆总体概念研究,中泰证券研究所成本拆解图表图表1919:Z Z箍缩装置成本拆分图(箍缩装置成本拆分图(20142014年数据)年数据)233.4、成本拆解:电源系统成本占比最高,电容器占、成本拆解:电源系统成本占比最高,电容器占Helion装置的装置的1/3模块成本占比驱动器(即核心电源系统)34%氚工厂和燃料循环23%次临界能源堆33%靶和负载工厂10%技术演进路线243.5、电源电源环节演进:环节演进:IGBT有望成为行业趋势有望成为行业趋势 Helion装置电源系统的装置电源系统的重要环节是超级电容和快控开关重要环节是超级电容和快控开关。超级电容:走自研路线。超级电容:走自研路线。Helion装置所需的超级电容要求耐高压、高频率,目前工业领域没有成熟产品,Helion基本走自研路线。快控开关:快控开关:IGBT有望成为行业趋势。有望成为行业趋势。快控开关主要关注真空开关管和IGBT。真空开关管的参数(额定电压、额定电流等)基本达标,但可靠性和寿命较低,长期来看成本较高。IGBT是一种半导体开关,相比真空开关管的优势在于高可靠性和高寿命,但目前还存在电流上升速率指标未达标的问题,如果未来能够提升电流上升速率至达标,有望成为行业趋势。早在2015年,Helion在小型装置上使用IGBT首次实现了直接磁能回收;当前,Helion正在加速研发IGBT,在获F轮4.25亿美元投资后称将加速研发电容、磁体和半导体器件。来源:旭光电子官网,中泰证券研究所图表图表2020:真空开关参数示例真空开关参数示例参数参数真空开关真空开关(型号:型号:TD-72.5/2500-31.5A(2352)额定电压72.5kV 额定频率50Hz额定电流2500A机械寿命10000次允许储存期20年维度维度IGBT优势1、高可靠性、高寿命2、双向开关,可用于磁能回收劣势目前性能参数暂时未达到要求(功率容量低、电流上升速率低),需要定制研发目前应用目前用于背景电源、脉冲电源开关触发器未来趋势长远看是大势所趋;Helion已开始布局来源:深耕电子,中泰证券研究所图表图表21:IGBT特点特点目录C C O O N N T T E EN N T T S S123425聚变进展:托卡马克建设加速,直线形方案有望快速商用托卡马克路线:关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势FRC路线:Helion有望率先迈过商业化节点,重点关注电源系统推荐逻辑及标的梳理相关标的梳理264.1、推荐逻辑:紧跟“堆催化”、推荐逻辑:紧跟“堆催化”选股思路选股思路:反应堆的进展构成催化剂,找反应堆最相关标的。反应堆的进展构成催化剂,找反应堆最相关标的。关注链主企业关注链主企业。聚焦与反应堆深度绑定的标的。优先关注具备“链主”地位、在聚变堆建设中发挥核心推动作用的公司。链主对反应堆有强话语权,可以赋能自身,有望增加自身在设置投入中的价值占比。链主企业包括合锻智能、联创光电、国光电气。关注高价值占比企业。关注高价值占比企业。托卡马克装置磁体价值占比最高。关注磁材相关企业,对应标的有联创光电、上海超导、永鼎股份。核聚变项目中所需的氚工厂配套系统建设,关注氚工厂企业,对应标的有国光电气。电源系统中重点关注磁体电源与辅助加热电源,目前多家企业持续跟进,标的有四创电子、爱科赛博、英杰电气、弘讯科技等。关注关注Helion差异路线的电源机会差异路线的电源机会。Helion积极的商业布局引人注目,若其能在2028年实现商业化发电这一目标,对整体行业将产生巨大影响。Helion装置中,电源系统成本占比约50%,重点关注其中的超级电容和快控开关环节。超级电容相关标的有王子新材和胜业电气,快控开关可分为真空开关管与IGBT,真空开关管相关标的有旭光电子、国力股份、国光电气,IGBT相关标的有宏微科技。相关标的梳理274.2.1、关注、关注BEST、星火一号、先觉聚能反应堆催化最相关标的、星火一号、先觉聚能反应堆催化最相关标的 合锻智能深度参与合锻智能深度参与BEST项目。项目。BEST项目位于合肥,有望成为全球首个紧凑型聚变能实验装置,由中国科学院等离子体物理研究所主导设计,聚变新能(安徽)有限公司承建。合锻智能成立于1997年,于2014年11月在上交所上市,承接的BEST项目核心部件之一“真空室首批重力支撑”于2025年5月成功交付。联创光电与中核集团计划联合建设混合堆“星火”项目联创光电与中核集团计划联合建设混合堆“星火”项目。“星火一号”项目由江西聚变投资建设,采用先进的“聚变-裂变”混合堆技术,一期项目落户南昌,计划2029年底完成装置建设,2030年实现演示发电。联创光电成立于1999年6月,于2001年3月在上交所上市。2023年11月12日,联创光电通过其子公司江西联创光电与中核集团签订了全面战略合作框架协议,计划联合建设聚变-裂变混合实验堆“星火”项目,技术目标目标Q值大于值大于30,旨在实现连续发电功率,旨在实现连续发电功率100MW,预计工程总投资,预计工程总投资超过超过200亿元亿元。国光电气专注核工业领域,投资先觉聚能。国光电气专注核工业领域,投资先觉聚能。公司最早成立于1958年,深耕核能装备领域,长期参与国家级重大科技项目,为ITER项目配套了偏滤器、屏蔽模块热氦检漏设备、包层第一壁等关键设备。2025年3月6日,公司宣布与天府创新能源研究院等股东共同出资成立先觉聚共同出资成立先觉聚能能。2025年7月18日,公司与瀚海聚能正式签订战略合作协议与瀚海聚能正式签订战略合作协议。来源:可控核聚变,数据宝,中泰证券研究所图表图表22:BEST、星火一号、先觉聚能项目进展、星火一号、先觉聚能项目进展项目项目时间时间进展进展2023年6月园区建设奠基2025年3月项目首块顶板浇筑完成2025年5月启动工程总装2027年计划建成装置,开展氘氚实验2030年计划实现聚变发电演示2023年11月项目签约,启动技术路线验证2029年底目标 完成装置建设先觉聚能 2025年3月天府创新能源研究院联合国光电气、捷创资本等机构发起设立先觉聚能科技(四川)有限公司BEST星火一号相关标的梳理284.2.2、堆催化堆催化:紧跟中国环流三号、紧跟中国环流三号、CFEDR、中国聚变能源公司进展、中国聚变能源公司进展 中国环流三号是目前我国规模最大中国环流三号是目前我国规模最大、参数最高的磁约束托卡马克装置参数最高的磁约束托卡马克装置,自2020年12月建成并实现首次等离子体放电以来,多次刷新我国可控核聚变装置运行纪录。2025年3月,该装置国内首次实现离子、电子温度“双亿度”重大突破,标志着中国聚变挺进燃烧实验;5月,该装置综合参数聚变三乘积再创新高,达到10的20次方量级。该装置提高了我国聚变研究总体水平,为我国深度参与ITER计划及未来自主设计建造聚变堆提供重要的技术支撑。中国聚变工程示范堆中国聚变工程示范堆(CFEDR)是未来建设商业化聚变电站的基础是未来建设商业化聚变电站的基础。在第三步商业聚变堆设计和建造前,BEST要系统验证并解决氘氚的稳定燃烧;CFEDR则要验证氚增殖。只有完成了这两个核心目标,才能认为核聚变初步具备了商业化的价值。目前CFEDR已启动方案设计。中中国聚变能源公国聚变能源公司司成立成立,公司注册资本达公司注册资本达150亿元亿元。2025年7月,由中核集团联合中国核电、浙能电力、昆仑资本等七大投资者共同投资成立的中国聚变能源有限公司在沪挂牌,注册资本达到150亿元。作为中核集团聚变能源产业的实施主体、投融资平台及抓总单位,中国聚变公司将以磁约束托卡马克为技术路线,按照先导实验堆、示范堆、商用堆“三步走”发展阶段,最终实现聚变能商业化应用的任务目标。来源:可控核聚变,思瀚研究院,核聚变商业化,元新闻,澎湃新闻,中国经济网,中泰证券研究所图表图表23:中国环流三号、中国环流三号、CFEDR、中国聚变能源公司进展、中国聚变能源公司进展项目项目时间时间进展进展2020年12月建成并实现首次放电2023年8月首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行2025年3月国内首次实现离子、电子温度“双亿度”重大突破,标志着中国聚变挺进燃烧实验2025年5月综合参数聚变三乘积达到10的20次方量级2011年科技部成立CFETR设计组2015年设计组完成CFETR概念设计2025年更名为CFEDR,定位从实验堆转向工程示范堆2030年计划建设完成,实现聚变功率大于1000兆瓦的稳态运行,聚变增益Q30中国聚变能源公司2025年7月22日中国聚变能源公司在沪挂牌,属中核集团二级单位,注册资金达150亿中国环流三号CFEDR相关标的梳理294.2.3、堆催化堆催化:Helion路线提示电源机会,关注王子新材、旭光电子、宏微科技路线提示电源机会,关注王子新材、旭光电子、宏微科技来源:核聚变商业化,可控核聚变,中泰证券研究所图表图表24:Helion Energy进展进展项目项目时间时间进展进展2020年建成第6代原型机Trenta,将FRC等离子体压缩至8T以上,等离子体温度大于9keV2021年融资5亿美元2022年第7代原型机Polaris开始建造2023年融资3500万美元2025年1月融资4.25亿美元2025年7月启动全球首座聚变电厂Orion建设2028年计划向微软输送50MW聚变电力Helion Energy Helion差异化布局差异化布局FRC,提示电源系统机会,提示电源系统机会。Helion Energy成立于2013年,目前累计融资总额超过10亿美元,第7代装置Polaris已投入运行,2025年7月宣布启动全球首座聚变电厂Orion建设。与托卡马克不同,Helion装置要求以微秒精度释放和控制电能,重要环节是超级电容器和快控开关超级电容器和快控开关,相关标的有王子新材、旭光电子、宏微科技。王子新材有望王子新材有望进军进军超级电容。超级电容。公司成立于1997年,主营业务是塑料包装、军工电子、薄膜电容领域的生产、研发和销售。2025年初,公司就聚变新能采购首套磁体电源项目签订了储能电容和支撑电容公司就聚变新能采购首套磁体电源项目签订了储能电容和支撑电容的采购合同的采购合同,现该项目电容产品已在陆续交付,公司将全力保障可控核聚变项目订单在2025年交付完毕。7月18日,公司与瀚海聚能正式签订战略合作协议公司与瀚海聚能正式签订战略合作协议。公司技术实力已获得核聚变领域认可,未来有望从托卡马克磁体电源电容拓展至Helion路线的超级电容,迎来新增长。旭光电子深耕真空电子器件,积极挖掘快控开关市场机遇旭光电子深耕真空电子器件,积极挖掘快控开关市场机遇。公司成立于1994年,以真空开关设备、电真空器件等为主业。公司自主研发的兆瓦级大功率电子已实现批量供货,是托卡马克等装置的重要功能件。公司是该产品国内独供、国际唯二供应商。公司真空开关管产品品类涵盖场反位形(FRC)直线型核聚变装置的重要功能件高电流快控开关等真空开关器件,已宣布和瀚海聚能合作。已宣布和瀚海聚能合作。宏微科技宏微科技IGBT技术领先,有望应用于聚变领域。技术领先,有望应用于聚变领域。公司成立于2006年,于2021年上市,主营业务为电力半导体器件的设计、研发、制造及销售,自产IGBT技术已达国际先进、国内领先水平。目前公司IGBT模块产品已广泛应用于UPS电源、变频器、电焊机&感应加热、电能质量、光伏逆变器、储能逆变器、电动汽车、家用电器等应用领域,未来有望将技术迁移至核聚变领域。风险提示风险提示 核聚变相关投入不及预期;核聚变产业紧张不及预期;相关标的业务进展不及预期;研报使用的信息存在更新不及时风险。30评级评级说明说明股票评级股票评级买入预期未来612个月内相对同期基准指数涨幅在15%以上增持预期未来612个月内相对同期基准指数涨幅在5%之间持有预期未来612个月内相对同期基准指数涨幅在-10% 5%之间减持预期未来612个月内相对同期基准指数跌幅在10%以上行业评级行业评级增持预期未来612个月内对同期基准指数涨幅在10%以上中性预期未来612个月内对同期基准指数涨幅在-10% 10%之间减持预期未来612个月内对同期基准指数跌幅在10%以上备注:评级标准为报告发布日后的612个月内公司股价(或行业指数)相对同期基准指数的相对市场表现。其中A股市场以沪深300指数为基准;新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准,美股市场以标普500指数或纳斯达克综合指数为基准(另有说明的除外)。投资评级说明:投资评级说明:31重要声明重要声明中泰证券股份有限公司(以中泰证券股份有限公司(以下简称下简称“本公司本公司”)具有中国证券监督管理委员会许可的证券)具有中国证券监督管理委员会许可的证券投资咨询业务资格。本公司不会因接收投资咨询业务资格。本公司不会因接收人收到本报告而视人收到本报告而视其为客户。其为客户。本报告基于本公司及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料,反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响。本公司力求但不保证这些信息的准确性和完整性,且本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布时的判断,可能会随时调整。本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告所载的资料、工具、意见、信息及推测只提供给客户作参考之用,不构成任何投资、法律、会计或税务的最终操作建议,本公司不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户,不构成客户私人咨询建议。市场有风险,投资需谨慎。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者应注意,在法律允许的情况下,本公司及其本公司的关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易,并可能为这些公司正在提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。本公司及其本公司的关联机构或个人可能在本报告公开发布之前已经使用或了解其中的信息。本报告版权归“中泰证券股份有限公司”所有。事先未经本公司书面授权,任何机构和个人,不得对本报告进行任何形式的翻版、发布、复制、转载、刊登、篡改,且不得对本报告进行有悖原意的删节或修改。32
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