1、 1/29 2024 年年 1 月月 15 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 核聚变核聚变行业行业深度：深度：各国进展各国进展、商业化商业化、市场市场空间空间、产业链及产业链及相关公司相关公司深度梳理深度梳理 核聚变发电具有更低的燃料成本、燃料资源充足、不会对环境造成危害以及更高的安全性等优势，被誉为“人类终极能源”。国际核能大国分别给出了聚变能发展规划，在关键节点 DEMO 的设计、建造、运行上，美国、欧盟、俄罗斯、日本和印度等分别给出了 2035 年左右的时间规划。围绕核聚变，下面我们从核能入手，了解核聚变区别于核裂变的优势特征，以及常见的技术路径及其

2、中国际主流技术路线托卡马克装置，了解核聚变在美欧日俄及我国的进展情况、当今全球的主要核聚变项目、商业化进程、市场空间等情况，并进行产业链梳理，展望今后核聚变商业化道路进程，方便读者深入了解这一行业。目录目录 一、概述.1 二、各国进展情况.5 三、全球主要核聚变项目梳理.11 四、商业化进程.15 五、市场空间.19 六、产业链.20 七、相关公司.24 八、未来展望.27 九、参考研报.28 一、一、概述概述 1.核能核能 核能是一种非常高效的清洁能源，它是由物质元素的原子核发生改变而放出的能量。核能与我们所熟悉的支持生命过程的化学能不同，它是原子的核内能量而不是核外能量，而参与生命物质转化

3、的化学能都是核外能量，这些化学反应都不会引起原子核的变化。核变化所释放的能量主要分为两大类：1）核裂变（nuclear fission），即重元素的原子核分裂为质量较轻元素的原子核时所释放的能量，称为核裂变能；2）核聚变（nuclear fusion），即小质量元素的原子核聚合成为重核所释放的能量，称为核聚变能。2/29 2024 年年 1 月月 15 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2.核聚变核聚变 核聚变是两个轻原子核结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程。核聚变反应发生在一种叫作等离子体的物质状态中。等离子体是一种由正离子和自由移动的电子组成的高温带电气体，具有不同于固

4、体、液体和气体的独特性质。只要将氢的同位素氘和氚的原子核无限接近，使其发生聚变反应，就能释放出巨大能量。核裂变是从原子核分裂中获得能量，而核聚变则是通过将原子核结合而释放能量。虽然两种原子反应都是通过改变原子而产生能量，但它们的根本区别对安全却有广泛的影响。相较于核裂变，核聚变有以下优势：（1）核聚变产生的能量巨大）核聚变产生的能量巨大 核聚变产生的能量非常大是核裂变反应的四倍，而且聚变反应可以成为未来聚变动力堆的基础。各种计划要求第一代核聚变反应堆使用氘（重氢）和氚（超重氢）的混合物。理论上，只要有几克这些反应物，就有可能产生一太（万亿）焦耳的能量，这大约是发达国家的一个人在 60 年内所需

5、要的能量。mXaXpWnYxUaXhZ8ZMAmOoMsQaQdNbRoMmMsQtPlOpPnMlOoPoQ8OoPqQwMtRnRuOmOtQ 3/29 2024 年年 1 月月 15 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告（2）核聚变的燃料丰富，也很容易获得）核聚变的燃料丰富，也很容易获得 只要将氢的同位素氘和氚的原子核无限接近，使其发生聚变反应，就能释放出巨大能量。氘可以从海水中廉价提取，而氚则可以利用聚变产生的中子与丰富的天然锂反应产生。这些燃料供应可持续数百万年之久。（3）核聚变安全可靠）核聚变安全可靠 未来的聚变反应堆在本质上也是安全的，不会产生高放射性、长衰变期的核废物。此

6、外，由于核聚变过程难以启动和维持，因此不存在失控反应和熔毁的风险；核聚变只能在严格的操作条件下发生，超出这个条件（例如在事故或系统故障的情况下），等离子体将自然终止，很快失去其能量，并在对反应堆造成任何持续损害之前熄灭。（4）核聚变清洁环保）核聚变清洁环保 核聚变，就像核裂变一样，不会向大气层排放二氧化碳或其他温室气体。3.核聚变的技术路径核聚变的技术路径 地球上实现可控核聚变，就需要对高温等离子体进行约束。在聚变反应中，实现高温等离子体约束的方式主要有三种：（1）引力约束引力约束 引力约束是指通过物质自身质量产生巨大的引力来实现对等离子体的约束，比如太阳自身具有强大的引力，在高温和高压的合力