2026-2030年中国核聚变行业深度报告：大科学装置驱动下的万亿级增量市场

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在全球能源结构加速向低碳化、零碳化转型的背景下，可控核聚变凭借其能量密度高、燃料储量近乎无限、零碳排放等特性，被国际社会公认为“终极能源解决方案”。中国作为全球能源转型的积极推动者，已将可控核聚变纳入国家战略核心方向，通过“实验堆—示范堆—商用堆”的三步走战略，系统性推进全产业链技术攻关与工程化进程。

一、宏观环境分析

(一)政策驱动：国家战略与地方规划协同发力

中国将可控核聚变列为“十五五”规划重点布局的前瞻性未来产业，并通过专项基金、税收优惠等措施支持技术研发。2026年施行的《中华人民共和国原子能法》首次将受控热核聚变研究写入国家法律，建立分级分类监管制度，为产业发展提供制度保障。地方层面，安徽、广东、四川等核聚变技术高地率先响应：安徽出台《聚变能商业应用战略行动计划》，设立聚变产业联盟;广东在“十五五”规划中明确将核聚变能列入未来产业清单;四川推进高温超导材料、低温保障系统等关键技术研发。政策体系的完善为行业构建了“基础研究—技术攻关—产业转化”的一体化生态。

(二)技术突破：多路径并行与核心能力跃升

根据中研普华产业研究院《2026-2030年中国核聚变行业全景调研与商业化路径规划报告》显示：可控核聚变技术呈现“磁约束主导、多路线协同”的研发格局。托卡马克装置作为主流路径，已实现重大突破：中国“东方超环(EAST)”创下“1亿摄氏度1066秒”的长脉冲高约束模运行纪录，“中国环流三号(HL-3)”实现离子与电子温度“双亿度”突破，标志着中国在稳态运行与高温等离子体控制领域达到国际领先水平。与此同时，新兴技术路线加速崛起：美国Helion Energy采用场反位形(FRC)技术，计划向微软供电;中国瀚海聚能的直线型FRC装置成功点亮等离子体，成为国内首个进入工程应用阶段的非托卡马克路线。技术路线的多元化降低了行业风险，通过交叉验证加速了高温超导材料、第一壁耐辐照材料等关键技术突破。

(三)资本涌入：公共资金与私营资本双轮驱动

近年来，可控核聚变领域的投资规模持续扩大。据欧洲聚变能组织(F4E)发布的《全球核聚变领域投资》报告，美国以42家公司和69亿欧元融资额位居全球第一，占全球资金的53%;中国以8家公司和44亿欧元融资额位居第二，占全球资金的34%。中国通过“国家队牵头、国资助力、社会资本参与”的新模式，打破了过去重大科研项目由国家包揽的传统。例如，中核集团牵头组建的中国聚变能源有限公司成立即实现百亿元级融资;聚变新能(安徽)有限公司由地方政府、央企、科研院所及社会资本共同持股，注册资本增至145亿元。民营资本方面，星环聚能完成10亿元A轮融资，东昇聚变完成数亿元天使轮融资，显示市场对核聚变商业化前景的高度信心。

二、供需分析

(一)需求侧：能源转型与碳中和目标驱动

在全球能源需求持续增长与化石能源枯竭的矛盾日益尖锐的背景下，可控核聚变作为“终极能源解决方案”，其战略价值愈发凸显。中国“双碳”目标要求电力系统在2060年前实现近零碳排放，而风电、光伏等可再生能源存在间歇性、波动性问题，亟需大容量、稳定基荷电源支撑。核聚变能因其燃料资源丰富、环境友好、安全性高等优势，被视为填补未来零碳基荷电力缺口的关键选项。据清华大学能源环境经济研究所模拟，若2050年中国电力装机总量达40亿千瓦，其中聚变能贡献5%，可年减排二氧化碳约12亿吨，相当于当前全国碳排放总量的10%以上。

(二)供给侧：产业链逐步完善与成本下降

中国可控核聚变产业链已初步形成覆盖上游材料供应、中游设备制造、下游应用集成的完整生态体系。上游环节，超导材料、第一壁材料、氚增殖包层等关键材料的国产化进程加速，为聚变装置的小型化与成本降低提供了可能;中游环节，磁体系统、真空室、偏滤器、电源系统等核心设备的研发与制造能力不断提升，推动了聚变装置性能的持续优化;下游环节，电力领域是可控核聚变的主要应用方向，随着技术的不断成熟，聚变电站有望在未来接入电网，提供稳定、清洁的基荷电力。此外，工业高温热源、医疗中子源、深海供电、太空推进等特殊领域的应用探索也在不断深入，为行业带来了新的增长点。

三、竞争格局分析

(一)国家队主导：核心技术与装置集成优势显著

国有科研机构与大型企业在国家重大专项的推动下，承担着核心技术的攻关与装置集成任务。中科院等离子体所专注于磁约束核聚变技术路径中的托卡马克装置优化，中核集团推进中国聚变工程实验堆(CFETR)的设计与前期建设工作，目标是在2035年前后实现稳态燃烧等离子体运行，并为未来示范堆奠定基础。国家队在资金、技术、人才等方面具有显著优势，是行业技术突破与工程化进程的核心力量。

(二)民企加速入场：差异化竞争与创新生态活跃

随着技术的不断成熟与资本的持续涌入，越来越多的民营企业开始加速入场，聚焦紧凑型、快速迭代的技术路线，在高温超导磁体、等离子体诊断等细分领域形成差异化竞争优势。例如，能量奇点、星环聚能等初创公司已获得风险资本支持，开展高温超导小型托卡马克装置的研发。民营企业的加入不仅丰富了行业的创新生态，还推动了技术成果的快速转化与应用，形成了“国家队引领、民企积极补位、产业多元协同”的竞争格局。

四、行业发展趋势分析

(一)技术突破：高温超导与AI赋能加速商业化

未来十年，高温超导材料、人工智能优化算法、混合约束技术(如磁-惯性约束)的融合将加速能量增益(Q值)的提升。高温超导磁体的应用将使托卡马克装置体积缩小、成本降低，而AI技术的引入将提升等离子体控制的精度与稳定性，为聚变能的稳定输出提供保障。例如，联创光电的“激光+微波”双模加热系统打破欧美垄断，使等离子体约束时间提升3倍;中科院团队运用航天级姿态控制系统，实现BEST项目杜瓦底座毫米级精准落位，创下超大型部件安装领域新纪录。

(二)商业化进程：示范堆建设与商业模式创新

2030—2035年，随着SPARC、Helion等项目验证净能量增益(Q值>1)，全球将进入示范堆建设高峰期。据预测，这一阶段核聚变市场规模将突破万亿元，度电成本有望降至火电水平。商业模式的创新将加速市场扩张：科技巨头通过“预购协议”锁定长期供电合同，能源企业通过“聚变+可再生能源”混合电站降低投资风险，而核聚变衍生技术(如紧凑型中子源)在医疗、航天等领域的应用将进一步拓展市场边界。例如，硼中子俘获治疗(BNCT)技术因聚变中子源的引入，成本有望降低80%，推动癌症治疗设备普及。

(三)国际合作：标准制定与全球技术共享

可控核聚变技术的发展需要全球科研力量的协同合作。未来，国际合作将更加紧密，多国共同参与的科研计划、国际技术研讨会等将为行业提供广阔的合作空间。同时，随着行业的快速发展，建立全球统一的聚变技术标准和规范也迫在眉睫。中国深度参与ITER项目，同时推动自主技术标准输出，例如建立《聚变技术共享框架》、成立全球聚变监管联盟等举措，将有助于避免技术垄断和军备竞赛，保障行业的健康有序发展。

五、投资策略分析

(一)上游材料：国产替代与关键技术突破

上游材料的国产化是降低聚变装置建造成本、提升供应链安全性的关键。投资者可关注高温超导带材、钨基材料、低活化钢等关键材料的研发与生产，这些材料在极端环境下的耐受性直接影响聚变装置的寿命与性能。例如，西部超导、永鼎股份实现高温超导带材量产，显著降低了建造成本;金属钨等第一壁材料的研发取得突破，使部件寿命从1万小时向10万小时迈进。

(二)中游设备：订单兑现与工程化能力

中游设备制造与系统集成是产业链的核心环节，磁体系统、真空室、偏滤器、电源系统等核心设备的研发与制造能力直接影响聚变装置的性能与可靠性。投资者可关注具备工程集成能力的央企平台与具备创新技术路径的初创企业，例如中核集团、东方电气、中国西电等大型装备制造商在聚变装置设计、关键部件制造、远程运维服务等领域具有显著优势。

(三)下游应用：场景落地与商业模式创新

下游应用的拓展是核聚变商业化进程的关键。投资者可关注电力、工业高温热源、医疗中子源、深海供电、太空推进等领域的创新应用，尤其是与智能电网、可再生能源的协同发展模式。例如，谷歌宣布将购买Commonwealth Fusion Systems首座商业聚变电厂ARC的一半发电量，该电厂预计于2030年代初投运，显示了科技巨头对聚变电力商业化前景的信心。

可控核聚变的发展不仅是物理学的胜利，更是人类文明挣脱资源枷锁的关键一跃。从EAST的稳态运行到Helion的供电协议，从ITER的国际合作到CFETR的自主创新，行业正从“科学梦想”迈向“工程现实”。未来十年将是可控核聚变技术的“黄金发展期”，其商业化进程可能超越市场预期，为全球能源转型与可持续发展提供中国方案。投资者需密切关注行业的技术发展趋势和市场需求变化，聚焦具备核心技术壁垒、项目经验或国际合作背景的企业;企业则要加大研发投入、提升技术创新能力、积极参与国际合作，抢占行业发展的制高点。

如需了解更多核聚变行业报告的具体情况分析，可以点击查看中研普华产业研究院的《2026-2030年中国核聚变行业全景调研与商业化路径规划报告》。