公用事业行业大国碳中和之可控核聚变：可控核聚变商业化加速，能源发展有望迎来新突破-20230815-国信证券-25页.pdf

证券研究报告 | 2023年08月15日 大国碳中和之可控核聚变 超配 可控核聚变商业化加速，能源发展有望迎来新突破 核心观点 行业研究 ·行业专题 可控核聚变兼具三大优势，能源发展有望迎来新突破。能量密度高：据测 公用事业 算，目前主要研究方向的氘氚聚变中，1克氘氚气体聚变产生的能量约 超配 ·维持评级 等于5克铀235裂变或18吨5500大卡煤炭燃烧所释放的能量。原料来 证券分析师：黄秀杰 证券分析师：郑汉林 源广泛：氘可以通过提取并电解海水中的重水获得，而氚可以通过热中 021 0755 子轰击锂6原子得到。根据我们的简单测算，氘氚聚变的燃料成本约为 huangxiujie@ zhenghanlin@ S0980521060002 S0980522090003 0.0050元/kWh。安全性高：原料和产物放射性相对可控，不产生放射性 乏燃料；聚变反应可通过停止燃料供应立刻中断，不存在熔毁风险。 市场走势 积极参与ITER项目，国内两大试验堆取得多项成果。目前世界规模最大的 试验堆是多国合作的 ITER项目，最新预期2029年完工。我国最主要的 两个聚变试验堆分别是HL-2M和EAST，已取得1MA等离子体电流、1亿 度等离子体温度和1000秒等离子体约束时间等多项成果。此外，CFETR 项目正在建设，其中二期项目规划达到1GW功率，能量增益因子达到10， 预计2035年建成。 磁约束是主要的研究方向，托卡马克装置成熟度较高。根据聚变堆约束等 离子体的方式可将可控核聚变分为磁约束、惯性约束和重力约束，目前 以能源为目的的研究主要聚焦于磁约束方向。磁约束的典型装置中，环 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理 形托卡马克被认为是最有可能实现可控核聚变的装置。此外，球型托卡 相关研究报告 马克主要用于基础物理研究，而仿星器仍存在新古典运输等难点。 《大国碳中和之新型电力系统-灵活性调节需求释放，虚拟电厂 大有可为》 ——2023-08-15 高温超导突破，有望提升聚变堆参数。高性能磁约束聚变堆需要使用超导 《公用环保202308第2期-山西、山东完善辅助服务相关政策， 欧洲天然气价格大涨》 ——2023-08-14 磁线圈，世界首座非圆截面全超导托卡马克EAST装置仍使用低温超导 《公用环保2023年8月投资策略-绿证全覆盖促进绿电消费，消 体，冷却成本较高。1986年发现镧-钡-铜-氧化合物超导性质后，高温 纳权重稳步提升》 ——2023-08-06 《公用环保202307第5期-23H1光伏发电装机加速，天然气消费 超导材料有较大的发展，临界温度最高已达250K （-23℃）。若未来可 量同比增长5.6%》 ——2023-07-31 以发现临界温度更高的高温甚至室温超导材料并用于聚变堆磁线圈，聚 《绿电行业专题-多重因素边际改善，绿电板块有望迎来修复》 ——2023-07-24 变堆性能有望进一步提高。 AI发展超预期，助力仿真、设计和控制环节。由于聚变过程的复杂性，其 模拟仿真、装置设计及控制存在一定的困难。人工智能的不断发展和算 力的持续提升有望提高聚变研究和设计的效率。 资本市场对可控