被稱(chēng)為“人造太陽(yáng)”的可控核聚變今年屢登資本市場(chǎng)熱門(mén)榜。截至11月18日,Wind核聚變指數今年以來(lái)漲幅近60%。這背后是聚變能技術(shù)正從科學(xué)研究向工程實(shí)踐和商業(yè)應用加速邁進(jìn)。
面向“十五五”,政策強力驅動(dòng)、多種路線(xiàn)競速、各方資本涌入,共同推動(dòng)這場(chǎng)追尋“終極能源”之旅迎來(lái)關(guān)鍵窗口期。在重塑未來(lái)能源格局的全球競賽中,產(chǎn)業(yè)鏈萬(wàn)億市場(chǎng)可期。
多種路線(xiàn)競速商業(yè)化
近40個(gè)國家正推進(jìn)聚變計劃,超過(guò)160個(gè)聚變裝置正在運行、建設或規劃之中——國際原子能機構日前發(fā)布的《聚變能源展望2025》勾勒出這一賽道全球競速的現狀。
在地球上建造像太陽(yáng)那樣進(jìn)行可控核反應的裝置,是人類(lèi)由來(lái)已久的夢(mèng)想,如今更是各國能源戰略和產(chǎn)業(yè)規劃的基石。今年來(lái)我國聚變領(lǐng)域重磅消息不斷:“東方超環(huán)”創(chuàng )下“億度千秒”紀錄、“中國環(huán)流三號”向燃燒實(shí)驗挺進(jìn)、“國家隊”中國聚變能源有限公司掛牌成立、星環(huán)聚能等民營(yíng)企業(yè)不斷壯大……
“中國核聚變商業(yè)化進(jìn)程正在實(shí)現從‘跟跑’到‘并跑’乃至‘領(lǐng)跑’的關(guān)鍵跨越,托卡馬克、仿星器、場(chǎng)反位形、Z箍縮等技術(shù)路線(xiàn)‘百花齊放’,由國家力量與市場(chǎng)活力共同驅動(dòng)的聚變發(fā)展體系已清晰成型,上下游產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善?!毙黔h(huán)聚能創(chuàng )始人、CEO陳銳深刻感受到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“加速度”。
《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十五個(gè)五年規劃的建議》明確提出,推動(dòng)核聚變能等成為新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。業(yè)內人士認為,未來(lái)五年核聚變產(chǎn)業(yè)最迫切的是核心硬件與系統控制的工程化突破。
“2027年,我們期待能開(kāi)啟聚變能燃燒實(shí)驗,2030年左右,具備中國首個(gè)工程實(shí)驗堆的研發(fā)設計能力,2035年左右,建成中國首個(gè)工程實(shí)驗堆,到2045年左右,能建成我國首個(gè)商用示范堆?!敝袊圩兡茉从邢薰究偨?jīng)理、核工業(yè)西南物理研究院院長(cháng)張立波表示。
與傳統國家隊的巨型裝置不同,星環(huán)聚能通過(guò)重復重聯(lián)和高溫超導技術(shù)實(shí)現裝置的小型化和快速迭代?!爱斍?,團隊正在有條不紊地同時(shí)執行運行一代(SUNIST-2)、建設一代(NTST)和研發(fā)一代(CTRFR-1)三大任務(wù),朝著(zhù)快速經(jīng)濟地實(shí)現聚變能的目標繼續迭代推進(jìn)?!标愪J透露,目前計劃2028年前后完成CTRFR-1裝置的工程驗證,在2032年前后完成商業(yè)示范堆建設。
產(chǎn)業(yè)鏈打開(kāi)增量市場(chǎng)
隨著(zhù)技術(shù)不斷突破,可控核聚變距離打破“再等50年”魔咒,似乎不再遙不可及。
“該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加速,20年內實(shí)現商業(yè)化的概率很高?!睆牧吣昵熬完P(guān)注這一領(lǐng)域的中科創(chuàng )星創(chuàng )始合伙人米磊給出最新判斷。
美國聚變行業(yè)協(xié)會(huì )(FIA)的報告顯示,2040年之前實(shí)現并網(wǎng)發(fā)電已成為全球絕大多數商業(yè)聚變公司共識。根據國際能源署和國際原子能機構預測,到2030年,全球核聚變市場(chǎng)規模有望達到4965.5億美元,2050年有望突破萬(wàn)億美元。
“產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節將迎來(lái)增量市場(chǎng)?!闭猩套C券研報指出,材料創(chuàng )新是當前可控核聚變產(chǎn)業(yè)化的核心瓶頸,建議關(guān)注鏈主及已實(shí)現國產(chǎn)替代的材料與核心部件供應商。
以高溫超導材料為例,其核心應用是制造托卡馬克裝置中的核心部件——超導磁體,成本約占整個(gè)裝置三分之一。這些磁體共同產(chǎn)生一個(gè)螺旋形的“磁籠”,用于約束溫度高達上億攝氏度的等離子體。相比其他超導材料,高溫超導材料具有更高的臨界磁場(chǎng)、載流能力、工作溫度,能夠推動(dòng)可控核聚變裝置緊湊化與成本降低。
《聚變能源展望2025》指出,高溫超導磁體已成為下一代磁約束聚變裝置開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一項變革性技術(shù)。
“我國已成功實(shí)現第二代高溫超導帶材的規?;慨a(chǎn),形成了完整的自主知識產(chǎn)權核心技術(shù)體系,當前最迫切要解決的是第二代高溫超導帶材的批量化制備技術(shù)及材料性能與一致性的提升?!敝猩珓?chuàng )新研究院科技部有關(guān)負責人告訴記者。
據了解,目前中色創(chuàng )新研究院2000多平方試驗場(chǎng)地和核心自主研發(fā)設備已投入使用,第二代高溫超導帶材制備試驗線(xiàn)已建成,正在進(jìn)行自主可控技術(shù)路線(xiàn)產(chǎn)品的研發(fā),目標是2030年實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。
中色創(chuàng )新研究院科技部有關(guān)負責人預計,“十五五”期間,高溫超導材料將從科研驗證和小批量試用,邁向工程化、規?;膽眯码A段。受益于可控核聚變產(chǎn)業(yè)的資本開(kāi)支加速,全球用于可控核聚變技術(shù)驗證裝置的高溫超導材料市場(chǎng)規模將經(jīng)歷指數級增長(cháng),有望從2024年的約3億元人民幣,增長(cháng)至2030年的近50億元人民幣,并在2035年前成為一個(gè)數百億甚至千億級的核心賽道。
資本加速涌入
“嗅”到聚變能巨大潛力的各方資本,正跑步進(jìn)場(chǎng)。
FIA報告顯示,截至今年7月,全球商業(yè)聚變行業(yè)已吸引97億美元投資,較2021年同期增長(cháng)414%,投資者信心日益增長(cháng)。
在中國,今年可控核聚變公司密集成立,超百億資金加速涌入這一賽道?!皣鴥葐喂P融資規模與海外存在數量級差距,但發(fā)展勢頭迅猛?!泵桌诜Q(chēng)。
以星環(huán)聚能為例,目前公司成立4年,在2022年和2024年已完成兩輪數億元融資,正在進(jìn)行A輪融資。
記者注意到,資本溢出效應正向產(chǎn)業(yè)鏈蔓延。例如,高溫超導磁體公司翌曦科技日前完成年內第三次融資,投資方包括上??苿?chuàng )集團、上海未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金和交大母基金。
據了解,中科創(chuàng )星在聚變產(chǎn)業(yè)鏈已投資8家公司,涉及托卡馬克、場(chǎng)反磁鏡技術(shù)路線(xiàn)以及超導磁材、帶材、加熱等相關(guān)項目?!叭绻徊季挚煽睾司圩?,很可能錯過(guò)下一代科技革命中最關(guān)鍵的能源變革機遇?!泵桌诘莱隽吮姸嗤顿Y人的落子緣由。
在受訪(fǎng)人士看來(lái),這輪投資熱潮背后核心驅動(dòng)因素是裝置小型化使得商業(yè)化變得可能,以及AI算力中心等高能耗場(chǎng)景對穩定清潔能源提出巨大且迫切的需求,全球范圍內的政策催化和資本共識也加速了行業(yè)發(fā)展,這都有利于多個(gè)技術(shù)路線(xiàn)加速迭代,以及帶動(dòng)人才流動(dòng)和高溫超導材料、等離子體等產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。
“目前核聚變產(chǎn)業(yè)還處于早期發(fā)展階段,需要產(chǎn)業(yè)鏈精誠合作突破工程化難題,更需要多元資本加大資金投入力度?!泵桌诮ㄗh,加大對聚焦硬科技領(lǐng)域的早期投資機構的支持力度,并探索設立國家級的大型聚變專(zhuān)項基金,出臺稅收優(yōu)惠政策,鼓勵多元化資本深度參與,多措并舉推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。