电力设备制造系列-可控核聚变设备-人类终极能源-资本争相涌入（摘要版）.pdfVIP

电力设备制造系列：

可控核聚变设备：人类终极能源，资

本争相涌入

2024GlobalControllednuclearfusionIndustryresearch

report

2024年全球制御核融合研究レポート

（摘要版）

报告标签：核聚变、核能、核反应、反应堆

撰写人：马天奇

头豹市场研读|2024/05

观点摘要

可控核聚变设备行业正处于技术突破和商业化应用的关键阶段，尽管面临高温等离子体稳定

控制、材料耐高温与辐射性能提升以及能量输出效率提高等技术挑战，但其作为未来清洁能源的潜

力巨大。国际合作与竞争推动了技术进步，尤其是中、美、欧在技术研发和设备制造方面的竞争尤

为激烈。各国政府高度重视核聚变技术的发展，通过出台一系列支持政策和资金投入来助力行业发

展，同时严格监管其安全性和环境影响，以确保符合可持续发展目标。随着技术的逐步成熟和私人

资本的进入，市场前景广阔，预计未来几十年内将迎来爆发式增长。核聚变设备的应用前景不仅限

于发电，还涵盖医疗、材料科学等多个领域，总之，核聚变设备行业蕴藏着巨大的潜力和机遇，但

也面临诸多挑战和不确定性。

✓氘储量丰富，氚通过中子轰击锂获取，聚变能量密度极高。托卡马克装置通过强磁场限制等离

子体，引发氘氚反应实现聚变发电

核能来自原子核内部，通过质能方程释放巨大能量。裂变反应以铀-235为代表，能量密度高，但

产生放射性废料，且曾发生重大安全事故（如切尔诺贝利和福岛），加之铀-235储量有限，预计

30年内耗尽。相比之下，聚变能是更优方案，其能量密度是化学能的百万倍。

✓D-T聚变因低温高反应速率被广泛采用，ITER目标是测试其可行性。聚变反应堆需高温、粒子

密度和长时间约束

❑D-T聚变燃料因其在较低温度下能达到最高反应速率而被广泛采用。氘可从海水中提取，而氚需

在聚变设施内通过核反应生成。完整的氚增殖和燃料循环系统设计尚未实现，这是聚变能量生产

的关键。ITER的目标之一是测试氚增殖模块的技术可行性。为避免D-T燃料的增殖和安全挑战，

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提出了D-He和p-B等替代燃料，但目前采用的机构较少。

✓前装市场预测2030-2040年为可控核聚变关键年，市场规模将爆发，单座聚变实验堆成本约

99.36亿元，设备占55%

❑前装市场：通过产业链分析得2030-2040年是可控核聚变关键年，市场规模将于此期间爆发。单

座聚变实验堆成本参考FIRE项目，折算汇率后为99.36亿元。设备大约占据聚变堆成本55%。商业

堆参考ITER造价，由于随时间推移，ITER成本被不断抬高，目前已达到220亿美元，设备在DEMO

中占比大约85%。

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头豹市场研读|2024/05

◼精华摘要

聚变实验堆总成本99.36亿元，主机29.6%，设备55%；其中磁体56%，真空室14%，偏滤器11%。

DEMO示范堆成本：建筑15%，设备85%（其中磁体12%，真空室15%，电厂辅机设备25%）

可控核聚变产业链包括上游的原材料供应（涉及磁体等）、中游的设备制

造（如磁体、偏滤器等）和下游的应用终端，包括各国的公/私机构，最

终实现商用，由专门的核电站运行。

可控核聚变设备产业链图谱

来源：头豹研究院编辑整理

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