近期國內及海外可控核聚變重點項目取得突破,繼全球最新、規模最大的聚變反應堆JT-60SA在日本成功點火,我國交付全球最大“人造太陽”(ITER)項目最後一批磁體支撐產品,標志可控核聚變發展進入新的階段。近年來隨着高溫超導技術突破、產業化逐步成熟,憑借材料性能突破低溫超導磁場強度上限,爲托克馬克裝置的小型化提供強有力的支持,帶動大量資本湧入可控核聚變賽道。2023年作爲高溫超導行業元年,繼金屬感應加熱後,晶硅磁控直拉單晶、磁懸浮、超導线纜等下遊應用場景打开,有望加速放量。看好掌握高溫超導磁體制備能力的龍頭公司以及具備先發優勢的核心帶材廠商。

超導行業東風已至,可控核聚變持續突破。

2023年以來,國內和海外可控核聚變加速推進。

國外方面,11月3日,全球最大“人造太陽”(ITER項目)磁體支撐產品在廣州交付,標志着中國已完成最後一批磁體支撐產品,爲整個裝置的工程進度提供有力支撐。10月24日,目前全球最新、規模最大的核聚變反應堆-JT-60SA成功點火,該裝置是由日本和歐盟共同合作建造運行的托克馬克裝置,於2020年建成。7月30日美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLML)繼2022年末首次實現“淨能量增益”後重現核聚變點火突破並獲得更高的“淨能量增益”。

國內方面,核西南院始終引領核聚變行業發展,今年8月新一代人造太陽“中國環流器三號”首次實現100萬安培等離子體電流下的高約束運行,再次刷新我國磁約束聚變裝置運行記錄。

可控核聚變是解決能源危機的終極方案,商業化推進加速。

核聚變是兩個較輕原子(一般是氘和氚)的原子核在超高溫、超高壓的環境下,核外電子擺脫原子核的束縛生成新的原子核(氦)的過程,釋放大量的能量。可控核聚變在釋放巨大能量的同時原料儲量巨大、反正過程不涉及碳排放,較裂變堆安全性和穩定性更高。

相比於慣性約束,磁約束作爲目前可控核聚變的主流路徑,超過一半的可控核聚變項目通過托克馬克裝置實現,近年來隨着技術突破和資本的持續湧入,截止2023年10月底,全球已有超30家公司聚焦可控核聚變研究,其中國內能量奇點洪荒70高溫超導托卡馬克裝置於8月啓動總體安裝;聚變新能緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)已於8月底獲得合肥市庐陽區發改委批復,擬於2023年开工、2026年建成運行。我們認爲隨着源源不斷的項目落地,將推動國內可控核聚變研究和發展邁向新的階段。

高溫超導技術日趨成熟,下遊應用場景打开。

目前主流托克馬克裝置採用銅或低溫超導磁體,核心參數在於約束時間、溫度以及等離子體密度,由於材料性質決定磁場強度易觸及上限,傳統托克馬克裝置體積大、造價昂貴,近年來高溫超導材料(YBCO)產業化持續推進,在材料性能上突破低溫超導磁體場強上限,推動緊湊型托克馬克裝置的加速發展,同時帶動高溫超導帶材的持續放量(托克馬克裝置建造成本中40%-50%爲超導磁體)。除了可控核聚變外,高溫超導技術商業化應用場景持續打开,包括金屬感應解熱、晶硅磁控直拉單晶、磁懸浮、超導线纜等。

超導行業屬於技術和資本密集型,其中超導帶材和磁體價值量佔比最高,我們認爲在高溫超導帶材具備先發優勢以及掌握高性能超導磁體制備的企業有望受益於可控核聚變快速發展和下遊應用場景多元化,業績預計將加速釋放。 

風險因素:

可控核聚變研究發展不及預期,成本下降不及預期,政策推進不及預期。

投資策略:

隨着高溫超導技術突破、產業化逐步成熟,憑借材料性能突破低溫超導磁場強度上限,爲托克馬克裝置的小型化提供強有力的支持,帶動大量資本湧入可控核聚變賽道。2023年作爲高溫超導行業元年,繼金屬感應加熱後,晶硅磁控直拉單晶、磁懸浮、超導线纜等下遊應用場景打开,有望加速放量。


注:本文節選自中信證券研究部已於2023年11月6日發布的《電力設備及新能源行業核能行業觀察1一高溫超導技術突破,可控核聚變東風將至 》報告具體分析內容(包括相關風險提示等)請詳見報告。

分析師:華鵬偉  S1010521010007 ,周家禾 S1010522040002



標題:中信證券:高溫超導技術突破,可控核聚變東風將至

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