可控核聚变产业链深度拆解

极速导读

可控核聚变被誉为能源问题的“终极答案”，我国已将核聚变纳入“十五五”规划未来产业布局，国家原子能法明确支持聚变研究，千亿级专项基金加速落地。

作为未来能源中最具潜力的形态，科研院所、龙头企业、初创团队都在争相竞逐这一新赛道，可控核聚变进入产业化前夜。

『制造前沿』本文系统梳理了中国可控核聚变产业从原理路线、全球竞争格局到国内产业链全景的关键信息，重点聚焦于2025-2026年间国家队与民营企业的突破性进展，并基于当前工程进度与行业研判，对未来市场空间、关键技术瓶颈及商业化时间表进行了前瞻性测算与展望。

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什么是可控核聚变

可控核聚变是指将两个较轻的原子核（如氘和氚）结合成一个较重的原子核，并释放巨大能量的过程。实现它必须同时满足高温（约1-3亿摄氏度）、高密度和长约束时间这三个极端条件（即劳森判据）。其核心优势包括燃料来源近乎无限（海水中氘可供使用数百亿年）、能量密度极高（1公斤聚变燃料释放能量相当于1.15万吨标准煤）、固有安全性（无链式反应风险）以及环境友好（运行零碳排放）。

核聚变能是具有清洁、安全、可持续等优点的终极能源。聚变能源具有反应释放能量大、运行安全可靠、燃料未源丰富、环境污染小等特点，有望成为一种可以大规模市场化供应的商业能源，在未来提供稳定的能源输出与电力供应。

托卡马克是未来最有可能实现可控核聚变的聚变装置。磁约束核聚变装置主要有托卡马克、仿星器等。托卡马克在1958年由前苏联科学家发明，主要由环形真空室、产生磁场的磁体和其他辅助设施组成。托卡马克的优点在于：1结构简单、造价低，只需要真空室和磁体，磁体中线圈的结构是规则的，造价便宜且生产周期更短，装置迭代也更快。2加热成本低，可以直接依靠磁体进行加热。因此，托卡马克是目前全球各国投入最大、最接近可控核聚变条件、技术发展最成熟的途径，约占全球核聚变装置的50%。

全球可控核聚变产业概览

全球可控核聚变产业已进入政策、资本、技术三重共振的加速期。截至2025年中，全球商业聚变产业累计融资达97.66亿美元，其中私人资本占比约91.8%。北美拥有29家商业化聚变企业，占全球54.7%，美国在融资规模和公司数量上占据绝对主导地位。主要国家纷纷将核聚变上升为国家战略：美国发布《核聚变科学与技术路线图》并启动“创世纪使命”；英国、德国、日本、韩国均大幅增加投入并提前商业化目标时间表。

代表性企业方面，美国CFS累计融资近30亿美元，其SPARC装置计划2027年验证Q>1；Helion目标2028年向微软供电；TAE计划2026年启动50MW电站建设。全球聚变装置总数已达172台，约15%明确瞄准发电目标。行业普遍共识：2030-2035年是聚变产业走向商业化的关键十年。

中国可控核聚变产业全景

01、发展历程与战略定位

中国核聚变发展始于1983年“热堆—快堆—聚变堆”的核能“三步走”战略。2025年，“十五五”规划将核聚变正式列为未来产业，《原子能法》提供法律保障，标志着其从科研探索上升为国家战略。

02、政策支持体系

中央层面通过“两重”项目安排超1700亿元超长期特别国债支持EAST升级等旗舰项目；地方层面形成上海、安徽、四川三大聚变产业集聚区，分别聚焦高温超导与商业化、科研与工程验证、基础研究与实验堆研发。

03、市场空间

可控核聚变的市场空间呈现 “近期投资集中、远期空间巨大” 的特征。短期内（2026-2035年），市场主要由国家级大科学装置（如BEST、CFEDR）的建设和采购驱动，年均投资规模约200亿元。远期至2050年，随着技术成熟和商业化落地，中国市场累计空间预计将达到5.2万亿元（国盛证券），若替代20%发电量则可达8-10万亿元（国信证券）。

我国核聚变主要研究机构

我国核聚变研究机构主要是核工业西南物理研究院和中国科学院等离子体物理研究所:

核工业西南物理研究院

核工业西南物理研究院(以下简称“西物院”)，现隶属于中国核工业集团有限公司，其前身可追溯至1958年成立的黑龙江省原子核物理研究所。西物院是我国最早致力于可控核聚变和等离子体物理研究的专业科研院所，是核能“三步走”发展战略(热堆-快堆-聚变堆)中聚变堆研发的核心单位。西物院将磁约束可控核聚变作为主要方向，其最具代表性的是建成了以“中国环流器”系列为代表的三代磁约束聚变平台(HL-1、HL1M、HL-2A、HL-2M/HL-3)。

中国科学院等离子体物理研究所

中国科学院等离子体物理研究所(以下简称“等离子体所”)，成立于1978年9月，现隶属于中国科学院合肥物质科学研究院。等离子体所主要从事高温等离子体物理、磁约束核聚变工程技术及相关高技术研究。等离子体所先后已建成HT-6B、HT-6M、HT-7、EAST四个托卡马克装置，除此之外，等离子体所还参与建设了南昌大学球形托卡马克装置(NCST)、紧凑型聚变实验装置(BEST)和聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)。

04、国家队核心项目进展

●EAST：EAST(东方超环)是中国核聚变技术保持国际领先的标签。EAST项目于1998年批准立项，2000年10月开工建设。2006年3月完成建造，并于2006年9月获得初始等离子体。同国际上其他托卡马克装置相比，其独有的非圆截面、全超导及主动冷却内部结构三大特性使其更有利于实现稳态长脉冲高参数运行。2025年1月20日，EAST装置成功实现了上亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，再次创造了托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。亿度千秒量级稳态高约束模的实现充分验证了聚变堆高约束模稳态运行的可行性，对聚变堆的建设和运行具有重大的意义。

●中国环流三号（HL-3）：2025年3月实现“双亿度”（电子温度1.6亿°C、离子温度1.17亿°C），计划2027-2028年开展氘氚燃烧实验。

●BEST：世界首个紧凑型聚变能实验装置，2025年10月完成杜瓦底座落位，力争2027年底建成，2030年实现全球首次聚变发电演示。

●CFEDR：从“工程试验堆”升级为“工程示范堆”，目标200-1000MW功率输出，2026年底启动招标，预计2035年建成。

●环流四号（HL-4）：上海规划的全高温超导装置，力争2030年建成、Q≥5。

●星火一号：聚变-裂变混合堆，计划2029年建成，2030年演示发电。

05、民营企业进展

●星环聚能：2026年1月完成10亿元A轮融资，估值超10亿美元，成为国内聚变领域首家独角兽。

●能量奇点：2026年初“洪荒70”实现1337秒稳态长脉冲运行，为全球商业公司首例，直接受益于AI反馈控制技术。

●新奥集团：2026年1月实现全球首次氢硼等离子体高约束模（H模）放电。

●瀚海聚能、星能玄光、诺瓦聚变等多家企业完成早期融资，技术路线覆盖场反位形（FRC）、场反磁镜等多元方案。

06、全球竞争位置

中国可控核聚变产业从“跟跑”进入“并跑”乃至局部“领跑”阶段。在磁约束聚变主流赛道的工程化进度上已与美欧并跑，部分领域（如EAST运行纪录、BEST建设速度）实现领先。同时，中国承担了ITER计划18个采购包（完成率超80%），相关产业链国产化率持续提升。但高性能高温超导带材一致性、第一壁材料长期服役验证等方面仍有差距。

中国正在形成“国家队稳扎稳打、民营企业灵活突破”的双轮驱动格局，正从科研探索向工程验证加速跨越。

中国可控核聚变产业链深度拆解

中国可控核聚变产业链已初具雏形，覆盖从上游原材料到下游电站运营的完整链条。

01产业链全景与价值分布

产业链按“上游材料—中游设备—下游应用”划分。磁体系统占装置造价最高（28%-37%），其次是真空室（12%-13%）、第一壁（10%-11%）、电源（约8%）、加热系统（约7%）。

02上游关键材料

●低温超导材料：西部超导是绝对龙头，已完成ITER全部交付，全面承接BEST全部超导线材订单。

●高温超导带材：上海超导国内市占率超80%，2025年出货量约4000公里，新基地规划年产能1.5万公里。高端带材一致性与稳定性仍有提升空间。

●第一壁材料：安泰科技、国光电气等掌握钨铜复合偏滤器技术，广大特材CLAM钢交付水平国际先进，但缺乏堆内长期服役数据。

03中游核心设备

●磁体系统：联创光电中标星火一号4180万元超导磁体订单；上海超导与西部超导分别供应高、低温超导带材，技术互补。

●真空室与包层：合锻智能中标BEST真空室2.09亿元订单，董事长同时担任聚变新能董事长。

●电源系统：许继电气300MVA脉冲供电系统为国内首套完整方案，合同约1.3亿元；爱科赛博中标BEST快控电源。

●加热系统：旭光电子兆瓦级电子管已在托卡马克稳定应用，2025年获多项国内外聚变项目订单。

●阀门管材：江苏神通核级蝶阀球阀市占率超90%。

04关键瓶颈

●第一壁材料：缺少堆内长期服役验证，当前以实验室模拟为主。

●氚增殖技术：TBR>1的工程验证尚未完成，氚工厂建设处于早期阶段。

05整体国产化率

主流设备已实现自主可控，关键设备整体国产化率超96%，但部分高端部件仍依赖进口。产业链正从“概念孵化期”进入“订单兑现期”。

中国核聚变行业发展前景展望

01商业化主要时间节点

中国核聚变已明确从“永远50年”进入工程化加速阶段，核心时间表如下：

2027年：环流三号开启氘氚燃烧实验研究

2030年：BEST力争实现全球首次聚变发电演示

2035年：首个工程示范堆（CFEDR）建成，实现200-1000MW功率输出及氚自持验证

2045年：建成首个商用示范堆

2050年后：有望实现大规模商业化应用

全球约78%的聚变企业预计在2030-2035年间实现试点电厂运营，行业共识将该十年视为商业化关键窗口。

02三大核心挑战

氚自持（TBR>1）：聚变电站必须实现氚的“自产自用”，目前CRAFT偏滤器在实验室层面将氚增殖率提升了超过3%，但距离工程化目标仍有较大差距，CFEDR已将其列为核心目标。

材料耐受性：第一壁材料需承受1亿°C等离子体轰击和14MeV中子辐照，目前尚无完美解决方案，缺乏堆内长期服役验证数据。

稳态长脉冲运行：从当前EAST的1066秒、洪荒70的1337秒，到商业电站所需的天级运行，需在超导磁体稳定性、等离子体控制精度等方面实现数量级提升。

03三大核心驱动因素

高温超导带材产业化：上海超导2025年出货量约4000公里，新基地规划年产1.5万公里，价格已从早期数百元/米降至约100元/米，推动聚变装置向紧凑、经济、可复制方向转变。

AI赋能等离子体控制：能量奇点1337秒长脉冲突破直接得益于AI反馈控制技术，验证了“AI+聚变”的加速效应，控制效率更高、实验迭代更快。

氚增殖技术攻关：CRAFT偏滤器实现氚增殖率提升超3%，验证了工程可行性，CFEDR并行研发水冷陶瓷、氦冷陶瓷、液态锂铅等多种增殖包层路线。

04中国领跑可能性

中国在磁约束聚变主流赛道的工程化进度上已与美欧并跑，部分领域实现领先。核心优势包括：举国体制下的持续投入（“三步走”战略坚持四十余年）、工程建设能力（BEST建设速度领先）、完整产业链配套（国产化率持续提升）。报告指出，最终胜负不取决于单个实验室参数，而取决于谁能率先跑通“建设—运行—发电—并网—商业化”的全流程闭环，中国已具备与全球最强对手同台竞技的实力。

参考资料：

《2026年中国可控核聚变行业深度分析报告》.中投顾问

《可控核聚变行业：0-1产业落地可期》.华西证券

《可控核聚变行业展望：进入关键导入期》.太平洋证券

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