可控核聚变行业深度:聚变时代加速到来Z箍缩路线走进主流视野
可控核聚变时代加速到来,2030年为商业化时期。可控核聚变因为原料丰富、清节高效、安全性高等优势,被公认为人类的终极能源。但鉴于其技术要求苛刻,给人遥不可及的感觉,业内曾戏称,核聚变距离商业实现永远有50年,也就是“50年悖论”。但2025年7月聚变工业协会(FIA)发布《2025年全球聚变行业》报告显示,过去5年全球聚变行业呈爆发式增长,总投资额从2021年的19亿美元飙升至97亿美元,仅去年一年就新增26亿美元。这一增长态势,充分彰显了投资者信心的成熟、聚变技术的突破以及供应链的快速整合。同时,2030年代被行业普遍视为聚变商业化关键期。
惯性约束技术进展飞快,尤其是Z箍缩技术凭借安全性、经济性、持久性和环境友好性等方面的优势表现亮眼。我国聚变技术过往以磁约束托卡马克为主,惯性约束较少进入公众视野。但根据《2025年全球聚变行业》数据显示,惯性约束成为仅次于磁约束的技术路线,其中Z箍缩技术凭借安全性、经济性、持久性和环境友好性等方面优势逐渐为人受熟知。美国桑迪亚国家实验室的Z机器、我国聚龙一号均采用Z箍缩技术,使得惯性约束技术进展飞快,同时ZAPEnergy、安东聚变等致力于Z箍缩技术商业化的科技企业也纷纷涌现,使得Z箍缩技术成为聚变技术重要的可选方案。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员利用“国家点火装置”(NIF)总能量为2.05兆焦耳的192路激光束,球对称聚焦在微型氘氚燃料靶丸上,产生了3.15兆焦耳的核聚变能量输出。据介绍,该成果跨越了聚变点火阈值,历史性地实现了净能量增益(G1.5)。与此同时,实验的成功也证实了惯性聚变能源的科学基础。是人类迈向聚变能时代的一个重要里程碑。
Z箍缩技术落地有望大幅拉动驱动器、聚变靶与爆室、深次临界裂变包层等领域的投资。Z箍缩主要由驱动器、聚变靶与爆室、深次临界裂变包层等构成,驱动器选择直线变压器(LTD)技术路线,采用“分而治之”的设计思想,合理降低了器件的功率要求。涉及的关键技术主要包括高产额聚变靶设计技术、重复频率大电流驱动器设计技术、次临界能源堆设计技术以及换靶机构和爆室设计技术。彭先觉院士提出3个发展阶段的任务目标,预计2040年实现Z箍缩技术的商业化发电。1)关键技术攻关阶段(2024—2030年)。针对Z箍缩的3项关键技术同步开展攻关,主要是聚变点火、长寿命重频驱动器和深度次临界能源包层;2)工程演示阶段(2031—2040年)。2035年建成1000兆瓦级热功率的池式综合试验堆,采取逐级推进的方式,分步实现集成演示混合堆各项关键技术的演示目标;3)商业发电推广阶段(2040年以后)。2035年开始建设1000兆瓦级电功率Z箍缩聚变裂变混合堆,2040年进行发电演示,之后进入商业推广阶段。a在工程演示阶段的基础上,进一步提高混合堆性能,驱动器运行次数3×106次/a,聚变单发放能约为2~3GJ,Q Sci约为20~30,包层能量放大倍数15。b演示聚变堆发电的经济性。c建成裂变燃料重整和“简便干法”后处理工厂。d逐步推广应用。
投资建议:随着Z箍缩技术快速发展,商业化路径逐步明朗,建议关注在Z箍缩驱动器、靶材、深次临界裂变包层等核心部件有所布局的公司,相关标的有合锻智能、国光电气、王子新材、火炬电子、旭光电子、炬光科技等,同时关注其他配套设备相关标的。
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