可控核聚变深度报告2024:终极能源大门开启.docx
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1、目录1引言:能源革命,全球积极布局.31.1 材料篇:不一样的原子之舞51.2 约束篇:当高温超导遇上核聚变82进展:高温超导技术成熟推动商业化进程加速.132.1 高温超导带材工艺日渐成熟132.2 高温超导感应加热设备投产162.3 我国可控核聚变领域研究进展183布局:全球主要聚变项目梳理203.1 ITER203.2 EAST213.3 CFETR214投资建议234.1 行业投资建议234.2 重点公司梳理245风险提示27插图目录28表格目录281引言:能革命,全球积极布局聚变能被视为终极能源,全球主要国家积极布局能源革命。聚变能具有燃料丰 富、清洁、安全性高、能量密度大等突出优点
2、,被视为终极能源。全球主要国家正 在积极采取行动,大力推进聚变能商业化。泡:全球核聚变、最新进展时间主体具体进展2021年9月美国CFS公司CFS公司使用高温超导带材绕制大口径、20T的强磁场磁体,将应用于 SPARCs ARC超导核聚变等,第一阶段磁体已于2021年9月宣布测 试成功。2022年3月英国 Tokamak Energy 公司托卡马克能源公司ST-40球形托克马克反应堆于2022年3月实现1亿 摄氏度的温度,成为商业化核聚变研究的重要里程碑。2023年3月美国CFS公司CFS公司和意大利Eni公司签署战略框架协议,将致力于SPARC项目, 该项目正在与麻省理工学院(MIT)合作建
3、设,计划于2025年投入使用。 SPARC是一个紧凑、高场、净核聚变能源装置,将与现有的中型核聚变 装置大小相当,但具有更强的磁场。麻省理工学院表示,该实验将是第一 个净能量增益的演示,并将验证用新超导技术建造的高场设备的前景。据 CFS称,SPARC最终将为ARC铺平道路,ARC是第一个能够向电网 输送电力的商业发电厂,预计将在2030年代初投入使用。2023年10月美国国家点火装置(NIF )NIF成功点火两次,即实现可控核聚变净能量增益,让核聚变反应产 生的能量多于这一过程中消耗的能量。至此美国科学家成功将点火次数增 至四次。这些点火实验中,NIF不仅实现了净能量增益,效率与精度也在 不
4、断提高。最新的一次实验再刷记录一输入能量首次达到2.2兆焦, 3.4兆焦耳的输出能量也位列历次点火实验第二。NIF向实现数十兆焦 耳甚至更高产能的目标,又迈进了一步。资料来源:上海超导官网,中国核电网,科创板日报,民生证券研究院近年来,中国核聚变技术取得了一系列重要进展。2021年5月28日, EAST装置实现了可重复的1.2亿度IOls等离子体运行和1.6亿度20s等离子体 运行。2021年6月8日,EAST装置总放电实验次数突破10万次。2021年12月30 日晚,实现1056S的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上托卡马克装置 高温等离子体运行的最长时间。2023年4月12日,EAS
5、T成功实现了 403s可重 复的稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行 新的世界纪录。EAST装置创造的多项托卡马克运行的世界纪录,标志着中国在磁 约束聚变研究领域引领国际前沿,也为中国自主建造聚变工程实验堆提供了坚实 的科学技术基础。2023年12月29日,以核力启航 聚变未来为主题的可控 核聚变未来产业推进会在蓉召开。由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核 聚变创新联合体正式宣布成立。国务院国资委启动实施未来产业启航行动,明确可 控核聚变领域为未来能源的雁F向。2023年4月12日东方超环(EAST)正在运行的世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)
6、成 功实现了 403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,刷新了 2017年托卡马克装置高约束模式运行101秒的纪录。2023年7月12日中国联合球形托卡马克2号 (SUNIST-2 )新概念磁约束核聚变探索装置一中国联合球形托卡马克2号 (SUNIST-2 )建成并首次放电。2023年8月15日洪荒70高温超导托卡马克装 置全球首个全高温超导托卡马克装置洪荒70高温超导托卡马克装置 总体安装正式启动,计划于2023年底建成运行,核聚变商业 化进程将加速。时间主体具体进展新一代人造太阳中国环流三号取得重大科研进展,首次实现2023年8月29日中国环流三号100万安培等离子体电流下的高约束模式运行
7、,标志着我国磁约 束核聚变装置运行水平迈入国际前列,是我国核聚变能开发进程 中的重要里程碑。2023年12月29日以核力启航聚变未来为主题的可控核聚变未来产业推进会在 蓉召开。由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新 联合体正式宣布成立。国务院国资委启动实施未来产业启航行 - 动,明确可控核聚变领域为未来能源的碓T向。中核集团主动可控核聚变创新联合体担当作为,牵头组织中央企业共同承担,系统布局了重点技术、 典型场景、重大工程项目,立足开新、扩围、提质打造可控 核聚变创新联合体,推进设立可控核聚变专业化公司,为可控核 聚变产业发展奠定了坚实基础。资料来源:中科院官网,清华大学官网,中国
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