1中邮证券2023年11月29 日核聚变技 术 升 级 和 产 业 投 资 共 振，人 类 终 极 能 源 渐 行 渐 近证 券 研究报 告鲍学博/马强中 邮 证 券研究所 军工团队行 业 投 资评级：强于大市 DEMO 2035-;-Q 30 100MW 200 CFS T okamak Energy-70 CTRFR-1 FIA 2022 48 2021 139%2023 48 62 TAE 2.5 2 7900 5500 2023 4 2050 投资要点请参阅附注免责声明WUEVzQsPpMmNqOnOsPpQnM8O9RbRnPrRsQoNeRqRqRfQoNqQ9PmNrQvPmQrRvPsPtP3目录 ITER-4 4一核聚变：解决 人 类能源 问 题的终 极 方案1.1 1.2 1.3 5一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：中核五公司微信公众号，中邮证 券研究 所请参阅附注免责声明 1.1 核聚变：人类终极 能源，以托卡 马克 装置最成 熟 3-4 1 300 1 6一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：悦智网，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 1.1 核聚变：人类终极 能源，以托卡 马克 装置最成 熟 MCF 20 60 200 ICF MTF 2(MCF)3(ICF)4(MTF)7一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：悦智网，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 1.1 核聚变：人类终极 能源，以托卡 马克 装置最成 熟 FRC Stellarator 5(FRC)6(Stellarator)8一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：可控核聚变未来 世界 的炽 热 之心-王怀君 等，The global fusion industry in 2023-FIA，中邮 证券研究所请参阅附注免责声明 1.1 核聚变：人类终极 能源，以托卡 马克 装置最成 熟 IAEA 2022 130 90 12 28 76 13 9 32 FIA 43 28 DT 7 8 9一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：超导磁体技术与磁约束 核聚变-王腾，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 1.2 产生有效 聚变功率 输出 有较高反 应条 件要求，目前 面临三大 技术 挑战 5 1021m 3 s keV 9 10一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：激光评论氘氚燃料可控 核聚变 的氚增 殖-邹晓旭，中邮 证券 研 究所请参阅附注免责声明 1.2 产生有效 聚变功率 输出 有较高反 应条 件要求，目前 面临三大 技术 挑战 12.43 1GW 56kg 3kg 10 Li-6 Li-7 1111一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：我国磁约束核聚变能研 发战略 与国际 合作情 况-钱小勇 中邮 证 券研究 所请参阅附注免责声明 1.3 国际聚变 能发展规 划 DEMO 2035 1212一、核 聚变：解决人类能源问题的终极方案资料来源：CFETR 物理与工程研究进展-高翔等，中邮 证券研 究所请参阅附注免责声明 1.3 国际聚变 能发展规 划 3 2021 CFETR 2035 2050 1313 13二发 展 现 状：ITER 项 目 稳 步 推进，各 国装置 取 得快速 进 步2.1 ITER 35 2.2 NSTX-U NIF2.3 JET 59MJ2.4 JT-60SA2.5 14二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：JT-60SA JT-60SA Research Plan，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 2 国际重 要核 聚变装置：ITER 项目稳 步推 进，各国 装置 取得快速 进步 35 ITER JT-60SA EAST TFTR JET KSTAR WEST 14 15 1515二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：悦智网，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 2.1 ITER：35 个国家合 作，将建成世 界最 大托卡马 克装 置 ITER 2006 23000 1.5-ITER 500MW 200MW 16 ITER ITER 35 45%9%ITER 90%100 2035 181 196 ITER 410 16二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：磁约束核聚变能研究进 展、挑 战与展 望-刘永，悦智网，中邮 证券研 究所请参阅附注免责声明 2.1 ITER：35 个国家合 作，将建成世 界最 大托卡马 克装 置 2006 ITER feeders PF coils 18 01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.14-18.17 ITER17二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：ITER 项目依然在稳步推进-苦山，中邮 证 券研究 所请参阅附注免责声明 2.1 ITER：35 个国家合 作，将建成世 界最 大托卡马 克装 置 2020 7 28 ITER ITER 4.5 2025 ITER 2022 ITER 2020 2025 2024 18 ITER-1985 1988 2001 2005 2006 2010 2020 2022 2028?2035?18二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：核聚变再现净能量增益_ 武 魏楠，中邮 证券研 究所请参阅附注免责声明 2.2 美国：NSTX-U 在升级中，NIF 实现能 量净增益 TFTR PPPL 1982 1997 TFTR 1993 TFTR 50/50 1994 10.7MW NSTX-U NSTX 1999 2012 2015 9400 NSTX-U NIF 35 NIF 2022 12 NIF 2.05 3.15 1.5 19 NIF19二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：科技日报，中邮证券研究 所请参阅附注免责声明 2.3 欧洲：JET 氘氚聚变实 验产生能 量输 出59MJ 等离子 体 JET 1983 JT-60SA JET 20 JET 1997 JET 22 2022 2 JET 59 1997 JET 5 1120二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：Fusion for Energy 官网，中邮 证券研究所请参阅附注免责声明 2.4 日本：JT-60SA 成功点 火 JT-60SA Torus-60(JT-60U)JT-60SA 2020 16 13 ITER JT-60SA ITER 21 JT-60SA ITER DEMO 2023 11 2 JT-60SA 2 10021二、国 际重要核聚变装置：ITER 项目稳步推进，各国装置取得快速进步资料来源：西南物理研究院官网，中 科院等 离子体 物理研 究所官 网，中 科院官 网，新 奥集团 官方微 信公众 号，能 量奇点 官网，星环聚 能官网，CFETR 氚自 持分 析 评估 与 验证 策 略_ 冉 光明等，中邮 证券研究所请参阅附注免责声明 2.5 中国：西 南物理研 究院 和等离子 体物 理研究所 牵头，民企积 极参 与 22 HL-2M HL-2A,EAST 100 1000 CRAFT 2019 CFETR ITER DEMO 200-1500MW 0.3-0.5 TBR 1.0-50 2019 8-70 2023 SUNIST-2 1T 2023 6 CTRFR-1 CTRFR-1 22 22三聚变-裂 变混合 堆：千年 能 源方案，实验堆 即 将建设3.1 3.2 23三、聚变-裂变混合堆：千年能源方案，实验堆即将建设资料来源：中物院Z 箍缩驱动聚变裂 变混合 堆研发 进展-谢卫平，中 邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 3.1 铀资源有 限推动混 合堆 发展，安 全性 和高放核 废料 处理优势 显著 U-235 keff 1 U Q-23-24三、聚变-裂变混合堆：千年能源方案，实验堆即将建设资料来源：聚变裂变混合堆在未来核能 系统中 作用和 发展前 景-张国书，中国 科普博 览，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 3.1 铀资源有 限推动混 合堆 发展，安 全性 和高放核 废料 处理优势 显著-=+-Li U-238 Th-232 Pu-239 U-233 24 25 U-238 Th 232 Pu-239 U-233 Pu-239 U-233 U-238 Pu-239 U-233 25三、聚变-裂变混合堆：千年能源方案，实验堆即将建设资料来源：聚变裂变混合堆在未来核能 系统中 作用和 发展前 景-张国书，中邮 证券研 究所请参阅附注免责声明 3.1 铀资源有 限推动混 合堆 发展，安 全性 和高放核 废料 处理优势 显著 1;2 U U-235 Pu-239 N 26 Q Wn MW/m2 15-25 3-5 10-15 2-3 5 1-1.5 3 1 N 0.25-0.7 1 1.25U/Pu 4-6Th/U 8-12Th/U 12-25 2726三、聚变-裂变混合堆：千年能源方案，实验堆即将建设资料来源：聚变裂变混合堆在未来核能 系统中 作用和 发展前 景-张国书，中邮 证券研 究所请参阅附注免责声明 3.1 铀资源有 限推动混 合堆 发展，安 全性 和高放核 废料 处理优势 显著 3 28 LWR 4 100 100 50-60 20 Z 3027三、聚变-裂变混合堆：千年能源方案，实验堆即将建设资料来源：核工业西南物理研究院官 网，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 3.2 我国混合 堆研究以 三大 院所为主，实 验堆即将 进入 建设 1983-Q 30 100MW 200 29-28三、聚变-裂变混合堆：千年能源方案，实验堆即将建设资料来源：中物院Z 箍缩驱动聚变裂 变混合 堆研发 进展-谢卫平，中 邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 3.2 我国混合 堆研究以 三大 院所为主，实 验堆即将 进入 建设 2010-2015 ITER ITER U-Pu 2010 Z-U-Pu-(Z-FFR);50 Z-78 11 50 2000-30 Z-29 29四超 导 磁 体是托 卡 马克装 置 的关键，应用从 低 温超导 发展 至 高 温超 导4.1 4.2 4.3 30四、超 导磁体是托卡马克装置的关键，应用从低温超导发展至高温超导资料来源：高压室温超导电性的新 进展_ 罗会 仟，中邮证 券研究 所请参阅附注免责声明 4.1 超导材料 2022 68 90%Tc25K YBCO Tc=90K BSCCO Tc=85K,110K MgB2 Tc=40K 3131四、超 导磁体是托卡马克装置的关键，应用从低温超导发展至高温超导资料来源：Superconductors for fusion:a roadmap-Neil Mitchell et al.，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 4.2 托卡马克 装置需要 强磁 场，低温 超导 应用成熟 ITER ITER ITER 28%33 32 ITER32四、超 导磁体是托卡马克装置的关键，应用从低温超导发展至高温超导资料来源：CFS 官网，Development and large volume production of extremely high current density YBa2Cu3O7superconducting wires for fusion-A.Molodyk et al.，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 4.3 高温超导 材料进步，将 应用于核 聚变 产业 CFS MIT 20T SPARC 34 CFS 2021 SPARC 35 YBCO33四、超 导磁体是托卡马克装置的关键，应用从低温超导发展至高温超导资料来源：上海超导官网，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 4.3 高温超导 材料进步，将 应用于核 聚变 产业 ReBCO 0.36-0.5W/m CFS 30 TE 2017-2020 3634四、超 导磁体是托卡马克装置的关键，应用从低温超导发展至高温超导资料来源：永鼎股份官网，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 4.3 高温超导 材料进步，将 应用于核 聚变 产业 2G-HTS 2G-HTS 2023 11 20 YBCO YBCO 3735 35五民 营 资 本涌入 推 进产业 发 展，日 本 已将核 聚 变上升 至国 家 产 业政 策5.1 5.2 36五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：The global fusion industry in 2023-FIA，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 5.1 民间资本 涌入推进 核聚 变产业发 展 FIA 2022 48 2021 139%2023 48 62 TAE 2.5 2 7900 5500 39 3837五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：The global fusion industry in 2023-FIA，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 5.1 民间资本 涌入推进 核聚 变产业发 展 FIA 30 4 2030 15 2030-2035 FIA 40 6 2030 20 2031-2035 40 4138五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：Helion Energy 官网，中邮 证券研究所请参阅附注免责声明 5.1 民间资本 涌入推进 核聚 变产业发 展 Helion Energy 2023 5 Helion Energy 2028Helion Energy 2013 5.7 ChatGPT OpenAI Sam Altman 2021 Helion Energy 3.75 Helion Energy 1 50MW Helion Energy 42 Helion EnergyD+3He p(14.67 MeV)+4He(3.67 Mev)Helion-3 FRC FRC 100 1 9keV-3 39五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：CFS 官网，中邮证券研究所请参阅附注免责声明 5.1 民间资本 涌入推进 核聚 变产业发 展 CFS CFS Commonwealth Fusion Systems MIT 2018 2021 18 B CFS SPARC 2030 SPARC Q2 ARC 43 CFS SPARC B0=12.2T R0=1.85m a=0.57m-Pfus=140MW Q=11 CFS MIT 2025 30 2025 40五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：TE 官网，中国核电网，核技术 网，财 联社，澎湃新 闻，中邮 证券 研究 所请参阅附注免责声明 5.1 民间资本 涌入推进 核聚 变产业发 展 Tokamak Energy 2009 Tokamak Energy 2026 ST80-HTS ST-E1 2030 200MW 2023 4 Tokamak Energy(HTS)Kyoto Fusioneering 2019 16 Kyoto Fusioneering 100 Kyoto Fusioneering 2024 General Fusion 2002 2006-Jeff Bezos41五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：科情智库微信公众号，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 5.2 日本将核 聚变上升 至国 家产业政 策 13%2023 4 2050 42五、日 本已将核聚变上升至国家产业政策，民营资本涌入推进产业发展资料来源：科情智库微信公众号，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 5.2 日本将核 聚变上升 至国 家产业政 策 44 2023 ITER ITER 2018 7 2050 QST QST ITER 43 43六相 关 标 的及风 险 提示6.1 6.2 44六、相 关标的及风险提示资料来源：上海证券报，国光电气公 告，西 部超导 公告，安泰科 技公告，高澜 股份公 告，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 6.1 相关上市 公司 ITER 45()ITER CRAFT Nb3Sn Nb3Sn BEST CFETR EAST ITER WEST EAST BEST EAST 45六、相 关标的及风险提示资料来源：联创超导官网，联创光电 公告，上海证 券报，中邮证 券研究 所请参阅附注免责声明 6.1.1 联创光 电：高温 超导 磁体在多 领域 进入1 到N 加速 发展阶段 1999 6 40%0 1 1 N 2021 12 2023 4 60 2023H1 6 2023 3 2023 11()Q 30 100MW 200 4646六、相 关标的及风险提示资料来源：永鼎股份公告，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 6.1.2 永鼎股 份：第二 代高 温超导带 材产 业化加速 落地 1994 1997 2011 2023 YBCO 47 2021 2022 2023H1-823-2581-81547六、相 关标的及风险提示资料来源：iFinD，中邮证券研 究所请参阅附注免责声明 6.1.3 国光电 气：第一 壁、偏滤器及 泵阀 产品优势 显著，核工业 领域 收入快速 增长 1958 ITER ITER ITER ITER ITER 2022 3.68 180%40%2023Q1-Q3 5.78 19%0.54 58%0.19 0.39 0.69 1.31 3.68 101%78%90%180%0%50%100%150%200%012342018 2019 2020 2021 2022 YoY 49 480.19 0.39 0.69 1.31 3.68 101%78%90%180%0%50%100%150%200%012342018 2019 2020 2021 2022 YoY34.08%32.24%34.81%36.49%26.84%0%10%20%30%40%2018 2019 2020 2021 202248六、相 关标的及风险提示资料来源：iFinD，西部超导公 告，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 6.1.4 西部超 导：成立 背景 为ITER 用低温 超导线材，超 导业务保 持较 快增长 2003 ITER ITER 2019 MRI MCZ CFETR CRAFT Nb3Sn Nb3Sn BEST CFETR 2022 6.23 161%15%2023H14.02 61%19%51 5010.57%4.64%4.51%16.33%30.44%0%10%20%30%40%2018 2019 2020 2021 20221.09 1.44 1.95 2.39 6.23 4.02 32%35%23%161%61%0%50%100%150%200%012345672018 2019 2020 2021 2022 2023H1 YoY49六、相 关标的及风险提示资料来源：安泰科技官方微信公众号，安泰 科技公 告，中邮 证券 研究所请参阅附注免责声明 6.1.5 安泰科 技：钨铜 复合 材料技术 领先，供货国 内外 主流核聚 变装 置 2012 65%20%15%2021 2022 2023H1 3237 2524 730 293 244 79 52 EAST EAST ITER WEST EAST 2023 3 BEST EAST 50六、相 关标的及风险提示资料来源：中邮证券研究所请参阅附注免责声明 6.2 风险提示 51 51THANK YOU SAC S1340523020002 SAC S1340523080002 52免责声明 2017 7 1 53免责声明 2002 9 50.6 17 100050 9023 518048 1080 3 20000054