中国可控核聚变产业链
在人类对能源的不懈探索之路上，可控核聚变宛如一颗熠熠生辉的启明星，被广泛视为解决能源问题的终极方案之一。能源，作为人类社会发展的基石，其供应与安全问题始终牵动着世界的神经。传统化石能源的日益枯竭，以及使用过程中带来的环境污染、气候变化等严峻挑战，使得寻找清洁、高效、可持续的新能源成为当务之急。而可控核聚变凭借其近乎无限的燃料来源、零碳排放的突出优势以及对环境影响的极小化，成为了全球能源领域瞩目的焦点。
当前，全球核聚变项目建设正如火如荼地全面提速，整个产业正步入一个密集催化的关键时期。在这场全球性的科技竞赛中，各个国家和地区纷纷加大投入，竞相推进核聚变技术的研发与应用。科研人员们夜以继日地钻研，企业和政府紧密合作，都在为早日实现可控核聚变的商业化而努力拼搏。
在国内，五一期间传来振奋人心的消息。BEST（聚变能紧凑燃烧等离子体装置）总装时间大幅提前，较原计划提前两个月正式启动。这一重大进展不仅彰显了我国在可控核聚变领域的雄厚实力和坚定决心，也为全球核聚变产业的发展注入了强劲动力。BEST装置的快速推进，意味着我国在核聚变实验堆的建设上又迈出了坚实的一步，有望在未来为人类提供更加稳定、可靠的清洁能源。
与此同时，国际上也有诸多积极动态。日本政府近期正式宣布，将参与一项为设计耐用性较高且安全的核聚变反应堆、正在欧洲推进的建材试验计划。这一举措表明日本在核聚变领域积极寻求国际合作，试图通过共享技术和资源，加快自身的核聚变研发进程。欧洲在核聚变研究方面一直处于世界领先地位，其建材试验计划的推进，对于未来建造更加安全、高效的核聚变反应堆具有重要意义。日本的加入，将为该计划带来新的思路和技术，进一步推动国际核聚变合作向纵深发展。
4月底，ITER组织宣布项目的“人造太阳”完成建造“电磁心脏”。这一里程碑式的成就标志着ITER项目取得了重大突破。“人造太阳”作为可控核聚变研究的核心装置，其“电磁心脏”的成功建造意味着人类向实现可控核聚变更近了一步。ITER项目汇聚了全球多个国家的科研力量和资源，是当前规模最大、影响力最广的国际核聚变合作项目。该项目的顺利推进，不仅为全球核聚变研究提供了宝贵的实验平台，也为未来核聚变反应堆的商业化应用奠定了基础。
可控核聚变目前正处于高速发展的黄金时期，实验堆的快速落地正推动着产业化进程不断加速。随着技术的不断进步和实验数据的不断积累，科研人员对可控核聚变的认识和理解日益深入，核聚变反应堆的性能和可靠性也在不断提高。从实验堆到示范堆，再到未来的商业化应用，每一个阶段都充满了挑战，但也蕴含着无限的机遇。
一旦可控核聚变产业全面实现商业化，其带来的影响将是革命性的，将彻底改变全球能源格局。传统的能源结构将被打破，化石能源的主导地位将被取代，清洁能源将成为全球能源供应的主流。这将有效缓解能源短缺问题，保障全球能源安全。同时，由于核聚变反应零碳排放，大规模应用核聚变能源将大幅减少温室气体排放，为应对全球气候变化做出重要贡献。此外，可控核聚变产业的发展还将带动相关产业链的繁荣，创造大量的就业机会，推动全球经济的发展。
总之，可控核聚变作为解决能源问题的终极方案之一，正以其强大的生命力和巨大的发展潜力，引领着全球能源产业的变革。我们有理由相信，在全球科研人员的共同努力下，可控核聚变必将在不久的将来实现商业化应用，为人类带来一个清洁、高效、可持续的能源新时代。
可控核聚变的定义
可控核聚变是一种在人工精心控制的环境下，促使轻原子核发生聚合反应，进而结合成较重原子核，并在此过程中释放出巨大能量的先进技术。从本质上来说，它模拟了太阳内部的能源产生机制。在太阳的核心区域，极高的温度和压力使得氢原子核能够持续不断地发生聚变反应，释放出源源不断的能量，而可控核聚变正是试图在地球上复制这一神奇的过程。
可控核聚变所使用的核聚变燃料，在地球上的储量极为丰富。例如，氢的同位素氘和氚，其中氘在海水中大量存在，每升海水中大约含有0.03 克氘，通过核聚变反应释放的能量相当于燃烧300升汽油。而且，与传统的核裂变反应不同，核聚变反应相对清洁。核裂变反应会产生高放射性的废料，这些废料的处理难度极大，对环境和人类健康构成潜在威胁；而核聚变反应的主要产物是氦气等，几乎不会产生高放射性废料，对环境的影响极小。正因如此，可控核聚变被誉为“人类未来的理想能源”。
可控核聚变的两大核心技术路线
磁约束核聚变（MCF）
磁约束核聚变是利用强磁场来约束高温等离子体的一种技术。在核聚变反应中，需要将燃料加热到约1亿摄氏度的高温，使其成为等离子态。然而，在这样的高温下，任何常规的容器都无法承受，因此需要借助强磁场将等离子体约束在一个特定的空间内，避免其与容器壁接触，从而保证反应的正常进行。
典型的磁约束核聚变装置有托卡马克和仿星器。托卡马克是目前最为成熟的磁约束核聚变装置之一，其原理是通过环形磁场和极向磁场的组合，形成一个封闭的磁笼，将等离子体约束在其中。国际热核实验堆ITER就是托卡马克装置的典型代表，它是一个国际合作项目，旨在验证和平利用核聚变发电的科学和工程技术可行性。仿星器则是通过复杂的磁场结构来约束等离子体，其设计更加复杂，但也具有独特的优势，德国的W7 - X 就是仿星器的典型例子。
惯性约束核聚变（ICF）
惯性约束核聚变是通过激光或粒子束瞬间加热并压缩燃料靶丸，利用燃料自身的惯性来实现高温高压条件的一种技术。当激光或粒子束照射到燃料靶丸上时，会在极短的时间内释放出巨大的能量，使靶丸表面的物质迅速向外喷射，从而产生向内的反作用力，压缩靶丸内部的燃料。在这个过程中，燃料会在极短的时间内达到核聚变所需的高温高压条件，引发核聚变反应。
典型的惯性约束核聚变装置有美国的美国国家点火装置（NIF）和中国的神光系列激光装置。美国国家点火装置是目前世界上最大的惯性约束核聚变实验装置，它采用了192束高能激光来加热和压缩燃料靶丸。中国的神光系列激光装置也在惯性约束核聚变研究方面取得了重要进展，为我国核聚变技术的发展提供了有力的支持。
全球核聚变商业化进程
各国推进的里程碑计划
为了实现核聚变的商业化应用，各国纷纷制定了自己的里程碑计划。美国的“基于里程碑的聚变发展计划”旨在通过明确的目标和时间节点，推动核聚变技术的研究和发展；德国的“聚变2040”计划则希望在2040年左右实现核聚变的商业化应用；日本的“聚变登月”目标体现了其在核聚变领域的高远追求，致力于在全球核聚变研究中占据领先地位；英国的“聚变未来”计划也对核聚变的未来发展进行了全面规划。
中国聚变研究进展
中国的聚变研究始于上世纪50年代，由中核集团、中物院和中科院等科研机构主导。经过多年的努力，我国聚变研究已经进入世界第一方阵。其中，东方超环和中国环流三号是我国聚变研究的代表性装置。今年1 月，东方超环EAST 装置实现了上亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，再次创下了世界纪录。这一成就标志着我国聚变研究正从基础科学研究迈向工程实践，为未来核聚变的商业化应用奠定了坚实的基础。
中国聚变工程试验堆（CFETR）
在中国聚变能发展路线图中，中国聚变工程试验堆（CFETR）是聚变实用化研究的关键一步。它将在ITER的基础上，进一步验证核聚变发电的工程技术可行性，为未来商业示范堆的建设提供重要的技术支持。中国星环聚能计划于2027 年底或2028 年初开始商业示范堆的建设，目标是在2030 年左右展示一个可输出电能的聚变反应堆，这标志着我国在核聚变商业化应用方面迈出了重要的一步。
国际热核聚变实验堆ITER 计划
国际热核聚变实验堆ITER计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一。它由中国、欧盟、俄罗斯、美国、日本、韩国和印度等七方30 多个国家共同合作，中国于2006 年正式加入ITER 计划。ITER计划的目的是通过建造反应堆级核聚变装置，验证和平利用核聚变发电的科学和工程技术可行性。
然而，ITER项目历时38 载尚未完成。最初设定的初步运行时间为2025 年，后将实现氘- 氘聚变实验的目标调整至2035 年，并在之后逐步过渡到完整的磁场和等离子体电流的运行。国际核聚变协会（FIA）预计2030 - 2035 年可实现向电网首度供电，这标志着全球核聚变商业化应用正逐步从梦想走向现实。
核聚变产业链：从核心商业模式到未来需求展望
核聚变作为极具潜力的能源解决方案，其核心商业模式聚焦于发电领域。围绕这一核心，核聚变产业链可清晰划分为上游原材料、中游设备以及下游应用三大关键环节，各环节紧密相连，共同构成了完整的产业生态。
核聚变产业链上游原材料：奠定能源变革基石
核聚变产业链上游原材料作为建造核聚变装置的基础，其重要性不言而喻。这些原材料不仅决定了核聚变装置的性能和稳定性，更是实现可控核聚变商业化应用的关键支撑。本文将详细剖析核聚变产业链上游的主要原材料及其相关厂商情况。
磁体材料：超导线材的关键作用
低温超导材料：Nb₃Sn的主流地位
超导线材主要用于核聚变装置的磁体系统。由于核聚变需要超高的磁场对等离子体进行约束，这就需要大电流的产生，而超导材料因其零电阻特性成为实现大电流的关键。低温超导材料如Nb₃Sn，是ITER（国际热核聚变实验堆）等传统装置的主流选择。在极低的温度下，Nb₃Sn能够表现出优异的超导性能，满足高能物理、热核聚变等领域对强磁场的需求。
国内厂商西部超导在低温超导领域具备全流程生产能力，其核心产品NbTi 和Nb₃Sn超导线材是核聚变装置中磁体系统的关键原材料。西部超导深度参与中国环流器系列装置（如HL - 2M、CFETR）的研发，为我国核聚变研究提供了坚实的材料保障。
高温超导带材：ReBCO的创新应用
高温超导带材如ReBCO（稀土钡铜氧化物），可在更高温度下维持强磁场，正在被一些商业聚变公司所试验应用。公开资料显示，永鼎股份是国内唯一实现第二代高温超导带材量产的企业。该公司采用独有的IBAD + MOCVD 技术路线，形成自主的强磁通钉扎REBCO超导薄膜制备工艺，突破国际垄断，二代高温超导带材技术达国际领先水平。其产品不仅成功应用于中国环流器二号M（HL- 2M）、国际热核聚变实验堆（ITER）等重大项目，还彰显了我国在高温超导技术领域的创新能力。
上海超导供应了世界首台兆瓦级高温超导感应加热装置的全部高温超导带材，该加热装置由联创光电自主研制，并在黑龙江中铝集团东北轻合金公司成功投运。此外，精达股份参股上海超导布局高温超导带材，进一步推动了高温超导技术在核聚变及相关领域的应用。
其他关键原材料
重水和Li₆：核聚变反应的必要原料
在核聚变反应中，重水中的氘是重要燃料之一，氚增殖区位于真空室内第一壁与屏蔽层之间，是聚变堆的核心功能部件之一；锂- 6是生产氚的关键原料。国内厂商中国核电在核聚变技术研发中涉及重水中的氘元素应用，为我国核聚变燃料的研发和应用提供了支持。
钨和铜：第一壁与偏滤器的主体材料
钨和铜具有高熔点和高热导率等特性，在核聚变装置的第一壁与偏滤器中发挥着重要作用。在偏滤器中，铜与钨结合使用，形成钨铜合金。安泰科技为EAST 提供钨铜偏滤器，形成从原材料到部件交付的全套技术体系，产品获法国WEST 装置和ITER项目认可。斯瑞新材高强高导铜合金产品已成功应用于“可控核聚变”领域，展现了我国在钨铜材料研发和应用方面的实力。
众多厂商参与，共促产业发展
除了上述重点材料和厂商外，在材料和零部件领域还有众多厂商参与布局。中洲特材专注于高温耐蚀合金的研发和生产，为核聚变装置在高温、腐蚀环境下的稳定运行提供保障；东方钽业在热压ITER铍材方面具有技术优势，为核聚变装置的关键部件提供支持；大西洋生产的核级焊接材料，确保了核聚变装置各部件的可靠连接；久盛电气、鑫宏业在电缆领域发力，为核聚变装置提供稳定的电力传输；长光华芯的惯性约束技术路线激光芯片，为核聚变研究提供了先进的实验手段；兰石重装的焊接式热交换器、雪人股份的氦气螺杆压缩机、融发核电的ITER 部分部件、国机重装的CRAFT TF 线圈盒以及纽威股份的阀门等，都在核聚变产业链中发挥着不可或缺的作用。
核聚变产业链上游原材料领域呈现出多元化、专业化的发展态势。众多厂商在各自的领域深耕细作，共同推动着核聚变技术的不断进步。随着技术的不断突破和产业的发展，这些原材料将为核聚变商业化应用奠定坚实的基础，开启人类能源利用的新篇章。
核聚变中游：核心设备与系统——开启能源变革的核心引擎
核聚变中游环节作为整个产业链的核心，承载着核聚变技术的研发重任以及设备的生产制造使命。据FIRE 官方数据显示，聚变实验装置建设成本高达百亿人民币，其中设备费用（涵盖主机、辅助系统、电力系统）占比约55%，凸显了设备在整个产业链中的关键地位。
核心设备构成与成本分布
核聚变中游的核心设备种类繁多，包括磁体、偏滤器、第一壁、磁体支撑等核聚变主机设备，以及压力容器、蒸汽发生器、汽轮机、发电机、各类泵阀等其他设备。从成本分布来看，主机占比约30%，其中磁体占17%、包层占7%、真空室占4%；辅助系统占比约10%，涵盖加热系统（7%）、真空系统（1%）、气体注入系统（1%）和燃料循环系统；电力系统占比约15%，场地基础设施占比约15%，其余项目支持、装配、运维等占比约30%。
主机设备
超导磁体——核心中的核心
超导磁体是核聚变装置运行的核心部件，其面临着巨大挑战。磁体要承受磁场本身对载流线圈产生的巨大机械应力，如同给气球加压一般。联创光电子公司江西联创光电超导技术有限公司（联创超导）在该领域取得了重要突破，先后完成了REBCO 集束缆线及高温超导磁体的设计，并于2025 年1 月完成国内首个基于高温超导缆线的D 型线圈20K温区低温实验。目前，联创超导的磁体系统已进入交付阶段，相关各方正在积极推动中国“星火一号”核聚变项目的建设。
国际热核聚变实验堆ITER 计划装置磁体系统由多个线圈组成，主要材料包括Nb₃Sn、NbTi等。我国承担了ITER 装置所有18 个校正场线圈的制造，以及所有31 套磁体馈线的制造。参与的主要厂商有中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所、东方电气（承担ITER 项目关键产品中的包层屏蔽模块和磁体支撑的研制任务）、常辅股份（为ITER 项目提供核级阀门电动装置及智能控制系统）等。
偏滤器——杂质屏蔽专家
偏滤器能有效屏蔽来自器壁的杂质，保障核聚变反应的稳定进行。相关厂商包括国光电气、安泰科技、应流股份等。例如，国光电气研制的偏滤器是ITER 项目、我国CFETR 及HL - 2M 等聚变项目的关键部件，其技术实力和产品性能得到了国际认可。
第一壁与真空室——等离子体的“家园”
第一壁是包容等离子体区和真空区的部件，而真空室则为聚变反应提供超高真空环境，防止等离子体污染。合锻智能已中标真空室2.1 亿元订单，预计分批交付，并且与安泰科技在偏滤器等项目中共同竞标，形成“材料- 制造”联盟。国光电气、海陆重工等在真空室相关技术方面都具备国际竞争力。
电力系统与其他设备
供电系统——稳定的能量供应
保变电气为欧盟国际热核聚变实验堆（ITER）计划项目提供了3 台300 兆伏安/400千伏主变压器，这是ITER 计划实施以来中方交付的首个超大部件。东方电气承担了ITER 装置400kV 高压变电站中的提供任务。百利电气控股子公司辽宁荣信兴业电力技术有限公司参与ITER项目电力系统中无功补偿以及滤波设备的设计制造。此外，在储能电容和支撑电容产品方面，王子新材通过子公司宁波新容就安徽合肥项目签订了采购合同提供相关产品；景业智能重点布局核工业智能装备，为电力系统的智能化发展提供支持。
核聚变装置现状与研究进展
全球装置分布
据国际原子能机构（IAEA）统计，当前全球范围内聚变装置共159 台。按状态划分，正在运行100 台，在建14 台，规划建造45 台；按类型划分，实验装置约139 台（占比88%），聚变电厂20 台（占比12%）；按技术路线划分，托卡马克79 台，仿星器23 台，激光/惯性约束12 台，其他路线45 台。
国内研究机构进展
中核集团：牵头成立可控核聚变创新联合体，整合央企、科研院所、高校资源，主导聚变堆工程化研究。其自主研制的“中国环流三号”装置（被誉为新一代人造太阳）首次实现了原子核温度1.17 亿度和电子温度1.6 亿度，核心参数均突破一亿度大关，标志着中国在可控核聚变技术上实现显著跃升。
中科院等离子体物理研究所：EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）实现“亿度千秒”高约束模燃烧，突破稳态运行技术瓶颈，为核聚变的长期稳定运行提供了重要技术支撑。
星环聚能：专注于球形托卡马克装置，探索稳态运行与高效聚变能量输出技术，通过模块化设计快速迭代，积极推动聚变技术产业化。
产业关注重点
目前，可控核聚变处于工程验证阶段，重点关注有ITER项目交付及国内新实验装置建设的核心设备供应商。随着技术的不断突破和产业的发展，这些核心设备和系统的性能将不断提升，成本有望逐渐降低，为未来核聚变的商业化应用奠定坚实基础。新一代人造太阳“中国环流三号”的成功实验，更是让我们看到了可控核聚变能源时代的曙光。
核聚变下游：核电站运营——开启能源商业新纪元
核电站运营作为核聚变技术成果转化与商业化应用的核心环节，承载着将前沿科学理论转化为实际能源生产力、推动社会可持续发展的重大使命。其终极目标清晰而明确，即实现核聚变技术的商业化广泛应用，为全球能源供应带来革命性变革。
主要参与力量
在中国，中国核电、中国广核、国家电投、华能集团等能源巨头成为核电站运营领域的主要参与者。这些企业凭借深厚的能源行业积淀、强大的技术研发能力以及丰富的运营管理经验，在核聚变商业化进程中发挥着主导作用。它们不仅投入大量资源进行核电站的建设与运营，还积极参与产业链上下游的协同合作，推动整个产业生态的完善与发展。
全球资本与政策推动
从全球核聚变产业布局来看，近年来核聚变已成为备受瞩目的产业风口。各国政府敏锐地捕捉到这一新兴技术蕴含的巨大潜力，纷纷加快政策落地与资金扶持力度。通过制定优惠的产业政策、提供研发补贴和税收优惠等措施，为核聚变产业的发展营造了良好的政策环境。同时，大量资本的涌入也为产业发展注入了强劲动力。根据FIA 发布的年度报告，2024年核聚变行业已吸引超过71 亿美元的投资，其中新资金超过9 亿美元。资本的布局加速了科研成果向实际应用的转化，促进了技术创新和产业升级。
核聚变的终端用户群体广泛，从亚马逊、微软这样的云厂商，到能源和公用事业领域，都对其表现出浓厚兴趣。云厂商看重核聚变能源的稳定性和清洁性，以满足其数据中心庞大的能源需求；能源和公用事业领域则期望借助核聚变技术实现能源结构的优化和可持续发展。这种多元化的需求吸引了大量的长线公共和私人投资，为核聚变产业的发展提供了坚实的资金保障。
国内核聚变项目加速推进
当前，国内核聚变项目正在加速推进。今年以来，聚变新能、中科院等离子体所等公司密集招标，累计采购项目约46 项。这些项目的推进不仅体现了国内核聚变产业的蓬勃发展态势，也为相关企业带来了广阔的发展机遇。
后续还将有一系列重要项目带来新的催化。国光电气混合堆项目揭牌及潜在招标，有望为混合堆技术的发展和应用提供契机；BEST、CRAFT、星火一号、“中国环流三号”等项目密集招投标，将进一步推动国内核聚变行业的技术进步和产业升级。这些项目的实施将吸引更多的企业和科研机构参与其中，形成协同创新的良好局面，加速核聚变技术的商业化进程。
随着全球对清洁能源的需求日益增长以及核聚变技术的不断突破，核电站运营作为核聚变产业链的关键环节，正迎来前所未有的发展机遇。在政策支持、资本推动和市场需求的多重利好下，国内核聚变项目加速推进，全球核聚变产业呈现出蓬勃发展的态势。未来，我们有理由相信，核聚变技术将为人类带来更加清洁、高效、可持续的能源未来。