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可控核聚变:能源新曙光

在当今世界,能源问题已成为全球发展的核心挑战之一。传统化石能源如煤炭、石油和天然气,不仅储量有限,面临着日益枯竭的危机,而且在使用过程中会释放大量的温室气体,对环境造成严重污染,加剧全球气候变化。从频繁出现的极端天气,到不断上升的海平面,能源危机与环境问题相互交织,给人类的可持续发展带来了前所未有的压力。

在这样严峻的形势下,可控核聚变技术应运而生,它被视为解决能源危机的 “终极答案”,为人类的未来带来了新的曙光。那么,什么是可控核聚变呢?简单来说,可控核聚变是指在一定条件下,控制核聚变的速度和规模,使其产生的能量能够被人类安全、稳定地利用 。核聚变的原理并不复杂,它是指两个轻原子核,比如氘和氚,在极高的温度和压力下结合成一个较重的原子核,这个过程中会释放出巨大的能量,其能量来源遵循爱因斯坦的质能方程 E=mc,即质量亏损转化为能量。

与传统能源相比,可控核聚变有着无可比拟的优势。先从燃料来源来看,核聚变的主要燃料是氘和氚。其中,氘广泛存在于海水中,每升海水中大约含有 0.035 克氘,据估算,地球上海水中的氘储量极其丰富,足够人类使用百亿年之久;而氚虽然在自然界中含量稀少,但可以通过锂资源制备,全球锂储量也足以支撑未来能源需求。这种近乎无限的燃料供应,彻底解决了传统能源储量有限的问题,让人类不再为能源枯竭而担忧。

从环保角度来看,可控核聚变堪称完美。它在反应过程中不产生温室气体,如二氧化碳、甲烷等,不会对大气环境造成污染,这对于缓解全球变暖、实现碳达峰和碳中和目标具有重大意义。而且,核聚变反应的副产物仅仅是惰性气体氦,不会产生长期放射性,相比核裂变,大大降低了核废料处理的难题和风险 。

在安全性方面,可控核聚变也有着突出的表现。核聚变反应需要在极高的温度和压力条件下才能进行,一旦反应条件不满足,比如温度或压力下降,聚变过程会立即停止,不会像核裂变那样发生失控的链式反应,避免了核泄漏、堆芯熔毁等严重事故的发生,从根本上保障了能源生产的安全 。

再谈到能量密度,可控核聚变更是展现出了巨大的优势。1 克氘氚混合燃料的聚变反应所释放出的能量,相当于 8 吨石油燃烧产生的能量,这意味着在相同的能量产出下,核聚变所需的燃料量极少,能够极大地提高能源生产效率,减少能源运输和储存的成本与难度。

可控核聚变技术的突破,将对人类社会产生深远的影响,它不仅能够重塑全球能源格局,让能源供给从 “资源争夺” 转向 “技术竞争”,还能推动科技与工业的全面升级,为人类的发展开启全新的篇章。

产业链全景洞察

可控核聚变产业链是一个庞大而复杂的体系,涵盖了从原材料供应到设备研发制造,再到最终应用的多个环节,每个环节都至关重要,它们相互协作,共同推动着可控核聚变技术从实验室走向商业化应用 。

产业链上游主要聚焦于原材料供应,这些原材料是构建核聚变装置的基石。其中,第一壁材料直接与高温等离子体接触,工作环境极为严苛,对材料的耐高温、抗辐射以及高强度等性能有着极高要求。铍、钨和 CFC(碳纤维复合材料)等是目前主要选用的第一壁材料,它们各自具备独特的优势,如钨具有高熔点、高强度的特性,能够在高温环境下保持稳定;CFC 则拥有良好的热性能和抗热震性 。高温超导及低温超导材料在可控核聚变中也发挥着不可或缺的作用,高温超导材料(HTS)可在相对较高温度下维持超导性,具备长期稳定性与强大的磁场生成潜力;低温超导材料(LTS)虽需在极低温度下工作,但能承载极高电流,产生强大磁场,已在如 ITER 这样的大型核聚变项目中得到广泛应用。此外,氘氚燃料作为核聚变反应的关键原料,其供应的稳定性直接影响着核聚变装置的运行,氘大量存在于海水中,提取相对容易,而氚虽在自然界中稀少,但可通过锂资源制备。除了上述关键材料,各类有色金属(像铜)、特种钢材以及特种气体(如氘、氚)等,在核聚变装置的建造中同样承担着重要角色,它们为装置的各个部件提供了必要的物理和化学性能支持 。

中游环节是整个产业链的核心所在,主要涉及核聚变技术的深度研发以及设备的精密生产制造。超导磁体堪称托卡马克装置的核心组件,其成本几乎占据了整个装置成本的一半。超导磁体能够产生强大的磁场,用于约束高温等离子体,确保等离子体在有限的空间内稳定运行,是实现可控核聚变的关键设备之一。在超导磁材领域,西部超导开发出了核聚变用 NbTi 超导线材工程化生产技术,并成功应用于 ITER 项目,为项目提供了关键的材料支持;联创光电、永鼎股份、精达股份等公司则在高温超导领域积极布局,联创光电更是成功将高温超导集束缆线技术应用于可控核聚变领域的高场磁体研制,推动了技术的创新与发展 。偏滤器也是磁约束核聚变装置的核心部件之一,它直接承受着强粒子流和高热流的冲击,服役环境异常苛刻,满足偏滤器运行环境的热沉材料成为聚变堆正常运行的关键要素。真空系统和阀门同样不可或缺,真空系统为等离子体营造稳定的真空环境,保障核聚变反应的顺利进行;而阀门则用于控制气体和液体的流动,确保装置的安全稳定运行 。此外,包层屏蔽模块用于屏蔽核聚变反应产生的中子和辐射,保护操作人员和周围环境的安全;加热设备,如电子回旋共振加热和中性束加热等,负责将等离子体加热到核聚变所需的高温,这些设备共同构成了中游环节的重要组成部分 。

下游环节主要围绕核聚变技术的应用展开,尽管目前核聚变技术尚未实现大规模商业化发电,但它的应用前景却极为广阔。在发电领域,核聚变发电厂相较于传统的化石燃料发电厂和光伏风电厂,具有无可比拟的优势。它能够实现持续稳定发电,不受天气、季节等自然因素的影响,为社会提供可靠的能源供应;同时,几乎无温室气体排放和有害污染释放,对环境友好,符合可持续发展的理念,有望成为未来能源供应的主力军 。除了发电,核聚变技术在医疗、科研等领域也展现出了巨大的潜力。在医疗领域,核聚变产生的中子源可用于癌症治疗、放射性药物研发等;在科研领域,核聚变实验能够为科学家提供极端条件下的研究环境,助力基础科学研究的突破,推动人类对物质本质和宇宙规律的深入探索 。

9 家潜力公司深度剖析

在可控核聚变这个充满潜力的领域,有 9 家公司凭借其独特的技术和业务布局,展现出了巨大的发展潜力。它们的市盈率均低于行业均值(当前行业平均市盈率约 25 倍),在聚变能源领域的战略卡位与技术积累不容小觑 。

浙能电力(市盈率 8.66)

浙能电力通过增资参股中国聚变能源公司,成功切入聚变示范堆投资领域,这一举措使其在可控核聚变产业中占据了重要的战略位置。作为地方国资战略投资者,浙能电力增资 7.5 亿元参股中国聚变能源有限公司,成为长三角地区唯一布局核聚变的地方电力国企 。公司拥有丰富的火电调峰经验,这一优势可有效支撑未来聚变 - 裂变混合能源系统集成。在当前能源结构转型的大背景下,浙能电力将传统火电业务与未来核聚变能源相结合,不仅优化了自身的能源结构,还为推动绿色电力转型做出了积极贡献,有望在未来的能源市场竞争中脱颖而出 。

中国能建(市盈率 11.47)

中国能建在可控核聚变领域的表现十分亮眼,它牵头热核聚变发电岛概念设计,积极探索聚变能规模化利用路径,为核聚变技术的实际应用提供了重要的理论和设计支持 。依托葛洲坝集团多年来积累的巨型工程经验,中国能建在推动 CFETR(中国聚变工程实验堆)建设方面发挥着关键作用。在工程实施过程中,其丰富的经验和强大的技术实力,确保了项目的高效推进,为我国可控核聚变事业的发展奠定了坚实基础 。

东方电气(市盈率 13.94)

东方电气在核聚变设备供应方面成果显著,它为环流器二号 M 装置提供磁体线圈,并成功突破大尺寸超导线圈制造工艺,这一技术突破对于提升核聚变装置的性能和效率具有重要意义 。其参股公司东方重机积极参与 ITER 项目主设备研制,使东方电气得以覆盖核聚变与核裂变双赛道,进一步拓展了公司在核能领域的业务范围和技术实力。凭借在发电设备制造领域的深厚底蕴和技术积累,东方电气在核聚变产业中不断创新,有望在未来的市场竞争中取得更大的优势 。

中国核建(市盈率 14.25)

中国核建作为核电工程建设的龙头企业,承担了国内绝大多数核电站的工程建设任务,积累了丰富的技术经验和强大的工程实施能力 。在可控核聚变领域,它承建 ITER 杜瓦底座,通过这一项目,中国核建掌握了超低温、高真空环境施工技术,为 CFETR 建设奠定了坚实的基础 。参与 ITER 项目,使中国核建能够直接接触到可控核聚变领域的前沿技术研发与设备安装,未来随着核聚变技术的商业化推进,中国核建有望承接更多商业化聚变堆建设项目,在核聚变工程建设领域发挥更大的作用 。

利柏特(市盈率 16.87)

利柏特的核电气体分离装置应用于 ITER 氚燃料循环系统,其氚提取效率达到国际先进水平,这一关键技术指标的实现,体现了利柏特在核聚变关键部件制造方面的卓越能力 。公司还在法国 ITER 项目中获取了数额超亿美元的订单,海外营收所占的比例接近百分之五十,这不仅证明了其产品和技术的国际竞争力,也为公司带来了可观的经济效益和国际声誉 。由自身独立研发的焊接机器人达成了 100% 无损检测的成果,进一步提升了产品质量和生产效率,为公司在核聚变领域的持续发展提供了有力保障 。

纽威股份(市盈率 18.34)

作为阀门龙头企业,纽威股份向 ITER 项目供应核级阀门超 6000 万元,其产品的耐高温高压性能通过法国原子能委员会认证,这充分展示了纽威股份在核级阀门制造领域的技术实力和产品质量 。凭借在核电阀门领域的技术优势和丰富经验,纽威股份将技术向聚变领域迁移,为聚变装置提供可靠的核级阀门,用于流体控制,确保核聚变装置的安全稳定运行 。在国际市场上,纽威股份的国际化布局领先,有望在全球核聚变产业发展过程中,持续受益于市场对高品质核级阀门的需求 。

海陆重工(市盈率 20.04)

海陆重工在四代核电站高温气冷堆设备制造方面积累了丰富的经验,这些经验可有效迁移至聚变堆设备制造领域 。公司参与石岛湾示范工程,通过实际项目验证了技术的可靠性,为其在可控核聚变领域的发展提供了有力的技术支撑 。作为核聚变真空室及冷却系统制造商,海陆重工与中核集团合作研发聚变堆关键部件,随着核聚变装置建设的提速,公司有望凭借其技术优势和合作资源,在市场竞争中获得更多机会,实现业绩的快速增长 。

国光电气

国光电气聚焦于偏滤器和包层系统的研发,积极参与国内可控核聚变项目的工程化准备工作,并在多个项目中获得了设计标的 。作为 ITER 项目偏滤器 / 屏蔽模块核心供应商,国光电气的核级阀门市占率在国内位居第一,其技术实力和市场地位得到了充分认可 。在参与 “中国环流三号” 建设过程中,国光电气不断提升自身技术水平,为我国可控核聚变事业的发展贡献力量,未来有望在偏滤器和包层系统市场中占据更大的份额 。

合锻智能

合锻智能承接了 BEST 项目的核心关键部件 —— 真空室扇区核心部件、窗口延长段以及重力支撑等制造任务,深度介入 EAST、HL - 3 等装置的研制工作,在市场上所占的比率颇高 。在 2025 年,将会有新增的真空室制造订单,合同金额达到数亿元之多,这显示出市场对合锻智能产品和技术的高度认可 。凭借在等离子体约束装置核心部件制造方面的技术优势和丰富经验,合锻智能有望在未来的核聚变市场中获得更多的订单和发展机会,实现业务的持续增长 。

机遇与风险并存

投资这些在可控核聚变领域布局的公司,无疑蕴含着巨大的潜在收益 。随着可控核聚变技术的逐步突破和商业化进程的推进,这些公司有望在未来的能源市场中占据重要地位,获得丰厚的经济回报。从短期来看,公司通过参与国际合作项目和国内实验堆建设,能够获得稳定的订单收入,提升公司的业绩表现 。例如,利柏特凭借其在 ITER 项目中的订单,实现了海外营收的大幅增长,提升了公司的市场竞争力;国光电气通过参与多个核聚变项目,不断拓展业务范围,提高了市场份额 。从中长期来看,一旦可控核聚变技术实现商业化,这些公司将迎来爆发式增长,其产品和技术将在全球能源市场中拥有广阔的应用空间,为股东带来可观的收益 。

然而,投资也伴随着不可忽视的风险 。首先,技术路线迭代风险是一个重要因素。目前,可控核聚变技术仍处于不断发展和完善的阶段,存在多种技术路线,如磁约束核聚变和惯性约束核聚变等。不同的技术路线各有优劣,未来哪种技术路线能够成为主流尚未确定 。如果公司所押注的技术路线在发展过程中遇到瓶颈,或者被其他技术路线所取代,那么公司的研发投入可能无法得到回报,面临巨大的损失 。

政策变化也是一个不可忽视的风险 。可控核聚变技术的发展受到各国政策的影响较大,政府的支持力度、补贴政策、监管政策等都可能发生变化 。例如,政策对核聚变项目的审批标准提高,或者减少对该领域的资金投入,都可能影响公司的项目进展和盈利能力 。

市场竞争风险同样不容忽视 。随着可控核聚变领域的热度不断提升,越来越多的企业和资本开始进入这个领域,市场竞争日益激烈 。如果公司在技术创新、成本控制、市场拓展等方面不能保持优势,就可能在竞争中处于劣势,失去市场份额 。

原材料价格波动也会对公司的成本和利润产生影响 。可控核聚变装置的建造需要大量的特殊材料,如超导材料、铍、钨等,这些材料的价格受到市场供需关系、国际政治局势等因素的影响,价格波动较大 。若原材料价格大幅上涨,公司的生产成本将增加,利润空间将被压缩 。

投资可控核聚变领域的公司需要投资者具备敏锐的洞察力和风险承受能力,在把握机遇的同时,充分认识到潜在的风险,做出明智的投资决策 。

总结与展望

可控核聚变技术的发展,不仅是一场能源革命,更是人类对未来的一次伟大探索 。浙能电力、中国能建、东方电气等 9 家公司,凭借其在可控核聚变产业链上的关键布局和技术突破,展现出了巨大的发展潜力 。它们在各自的领域内发挥着重要作用,从原材料供应到设备研发制造,再到工程建设,为可控核聚变技术的发展提供了坚实的支撑 。

尽管目前可控核聚变技术仍面临诸多挑战,距离大规模商业化应用还有一定的距离,但这 9 家公司的努力和突破,让我们看到了希望的曙光 。随着技术的不断进步和政策的大力支持,可控核聚变产业有望迎来快速发展的黄金时期 。对于投资者来说,可控核聚变领域无疑是一个充满机遇的新赛道,这些低估值的潜力公司,或许将成为未来投资的亮点 。

让我们共同期待可控核聚变技术早日实现商业化,为人类带来清洁、无限的能源,开启一个全新的能源时代 。在这个充满变革的时代,关注可控核聚变领域的投资机会,就是关注人类的未来 。

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