核聚变发电行业现状、市场规模、市场驱动因素及竞争格局分析
核聚变发电是通过可控技术实现轻原子核(如氘、氚)在超高温高压条件下聚合成重核(如氦),并释放巨大能量的过程。其优势包括燃料丰富(氘可从海水中提取)、零碳排放、安全性高(无链式反应失控风险)及放射性废物少,被视为未来可持续能源的终极解决方案。
行业发展现状及市场规模分析
核聚变发电行业的投资情况显示,2024年全球核聚变投资达到71亿美元,同比增加9亿美元。2024年全球公共资金对私营聚变公司的投资额增加到4.26亿美元。从企业数量来看,2024年全球核聚变产业公司共有45家,较2023年新增12家。此外,2025年截至3月20日,我国可控核聚变行业融资数量已有2起,金额累计已达17.6亿元。
中国企业占全球融资份额第二(24.9亿美元),仅次于美国(56.3亿美元)。
中国已建成“神光-Ⅲ”激光装置(输出能力达60TW)和“中国环流三号”磁约束装置,后者在150万安培电流下实现高约束模式运行,验证了聚变堆经济性潜力。全球范围内,国际热核聚变实验堆(ITER)项目持续推进,目标验证聚变能商用可行性。
行业市场驱动因素分析
技术突破
核聚变技术的发展取得了显著进展。全球科研机构在核聚变技术方面取得了多项突破,如:中国在2023年实现了“中国环流三号”百万安培级等离子体高约束运行,标志着磁约束技术迈入国际前列。美国的劳伦斯利弗莫尔实验室在2022年首次实现净能量增益(Q>1),验证了惯性约束路径的可行性。
政策支持
政策支持对核聚变技术的发展起到了关键作用。国际上,多个国家通过政策推动核聚变研究和发展:中国将核聚变纳入未来产业超前布局清单,并设立专项基金支持关键设备研发。
资本涌入
资本市场的积极参与推动了核聚变产业的发展。多家科技巨头和投资机构纷纷布局核聚变领域。
市场需求
核聚变发电技术的市场需求日益增长,尤其是在清洁能源需求增加的背景下,
全球AI算力中心的电力需求年增长35%,预计到2030年将占全球电力的15%。
行业上下游产业链分析
上游材料
上游材料主要包括各种关键原材料,如超导磁体材料、金属钨、钽等稀有金属、特种钢材、氘和氚等燃料。
中游设备制造
中游设备制造主要包括各类核聚变反应装置及其相关设备。
下游应用
下游应用主要集中在核电站运营、科研及发电。目前,由于技术尚未完全成熟,核聚变发电尚未实现商业化,主要应用于试验科研。国内目前在建的核聚变装置有中国聚变工程实验堆(CFETR)、紧凑型聚变能实验装置(BEST)等。
行业竞争格局和重点企业分析
核聚变发电行业的竞争格局主要由全球主要国家和企业参与,其中中国和美国是主要的竞争者。中国以国企为主导,依托“国家队”资源整合能力,推进全产业链技术突破。美国则有Helion Energy等企业,获得了OpenAI创始人的投资,目标是在2028年实现发电。
中国核电:中核集团控股,是唯一覆盖核电与聚变的上市平台。2025年增资10亿元参股中国聚变能源公司,整合中核集团西南物理研究院技术资源,承担国家“核能三步走”战略中聚变堆商业化先锋角色。
上海电气:超导磁体、真空室等聚变装置核心部件供应商,交付全球首台全高温超导托卡马克“HH-70”主机系统。联合上海国投科创成立未来聚变能源科技,研发紧凑型聚变装置。
安泰科技:全球少数能提供全系列核聚变钨材料的企业,产品覆盖ITER及国内装置。主导制定钨铜偏滤器、中子屏蔽材料等国家标准,技术壁垒显著。
久盛电气:与科研机构深度合作,生产的特种电缆应用于ITER项目。在核电领域技术储备充足,拥有多项耐高温、耐辐射的专利技术。
国光电气:中国大型军工骨干企业,生产的偏滤器和包层系统是ITER项目的关键部件之一,在极端环境下的关键设备制造方面具有优势。
弘讯科技:在核聚变电源器领域与欧洲CERN保持多年技术合作,聚焦核聚变电源器研发,为未来商业化应用打下基础。
行业未来发展趋势及方向分析
技术突破与商业化潜力:核聚变发电技术的核心优势在于其资源丰富、清洁绿色、安全高效等特点。核聚变反应使用的燃料在自然界中十分丰富,且反应过程不产生长寿命放射性废料,具有极高的安全性。目前,中国核电龙头企业和电力国企正在积极布局可控核聚变领域,通过技术积累和战略投资,推动聚变技术的工程化和商业化。
市场规模与增长预期:全球可控核聚变市场规模近年来不断增长,受益于能源安全问题、环境可持续性、政府资助和支持等因素。据统计,2024年全球可控核聚变市场规模为3314.9亿美元,预计到2025年将达到3511.1亿美元,并以8.1%的复合年增长率增长至2029年的4795亿美元。
主要技术路径与典型方案:实现可控核聚变的主要路径包括磁约束核聚变、惯性约束核聚变等。磁约束核聚变通过强磁场约束高温等离子体,实现能量的持续输出;惯性约束核聚变则通过高能激光或粒子束压缩燃料小球,实现快速聚变反应。这些技术路径都在不断研究和优化中。
国际竞争格局:美国在可控核聚变领域保持全球领先地位,累计获得融资56.3亿美元。中国以24.9亿美元位居第二,显示出在该领域的积极投入和快速发展。其他国家如加拿大、英国、法国等也在积极推进相关研究和开发工作。
政策支持与产业合作:全球多个国家和地区政府对可控核聚变研究给予了大力支持,包括资金投入、研发补贴和政策扶持。产业界也在积极推动技术创新和商业化应用,形成了良好的政策、产业和资本共振的局面。
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