核聚变行业：环形与直线形核聚变路线对比及受益标的梳理——以托卡马克和Helion为例

| 证 券 研 究 报 告|环形与直线形核聚变路线对比及受益标的梳理——以托卡马克和Helion为例中 泰 证 券 研 究 所 专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信2 0 2 5 . 8. 281分析师：王可 执业证书编号：S0740519080001 Email：wangke03@zts.com.cn  聚变进展：托卡马克建设加速，直线形方案有望快速商用➢ 可控核聚变是强主题方向，短期内持续有催化。可控核聚变是肉眼可见的人类能源终极形态，对于人工智能、工业生产乃至深空探索意义重大。今年上半年技术与工程进展共振，持续推高市场预期；下半年催化更多，反应堆持续招标且有新堆规划。➢ 全球核聚变项目加速推进，中美领跑。中国以国家主导，主攻托卡马克；美国以私企主导，多元化布局核聚变路线。美国明星聚变项目多且商业化预期积极，促使我国加速聚变产业建设，今年以来国内聚变堆资本开支大幅增加。➢ 核聚变技术路线百花齐放，环形与直线形装置备受关注。全球在运、在建和规划的聚变装置有168个，托卡马克占比接近50%。环形装置具备“稳态、高能量增益”的特点，瞄准城市级基荷电源；直线形装置 “紧凑、高功率密度”，适用于分布式、可移动或特殊场景电源。二者在场景上互相补充，是备受关注的聚变装置类型。➢ 环形装置以托卡马克为主，直线形装置中Helion的路线或将率先落地。对比仿星器，托卡马克在工程复杂度、经济性方面更优，是目前的主流路线。FRC路线中，Helion采用磁惯性约束直接回收电能，装置灵活、投资低，是当下最接近落地的路线。 托卡马克路线：关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势➢ 托卡马克是产业化重点方向，商业化渐行渐近。国际上，ITER完成脉冲超导电磁体系统的所有组件制造，CFS与谷歌达成购电协议；国内，BEST工程总装提前2月启动，陆续启动招标，目标在2027年完成全部建设；CFEDR预计于2030年建成，实现功率大于1000兆瓦，Q>30。➢ 托卡马克装置中磁体成本最高，包层、偏滤器、电源等为重点环节。托卡马克装置中磁体占比最高，且高温超导装置的磁体成本占比(约46%)高于低温超导装置(约28%)。托卡马克装置各环节中，偏滤器、包层第一壁材料向钨基合金演进；磁体系统从低温超导向高温超导演进。电源系统主要包括磁体电源和辅助加热电源，磁体电源中TF电源要求大电流低电压，CS/PF电源要求低电流高电压；加热电源方案与磁体类型直接相关：低温超导装置综合运用不同加热方式，中性束加热是主要方法；高温超导装置设计更紧凑、磁场强度更高，离子回旋加热是重要加热方式。 FRC路线：Helion有望率先迈过商业化节点，重点关注电源系统➢ Helion获全球首个聚变购电协议，发电时间预期积极。Helion装置相对托卡马克有成本小、效率高、迭代快等优势，公 司 自2013年已先后建成七个原型机。2023年5月微软与Helion签署全球首个聚变购电协议，Helion承诺在2028年之前开始发电，并在一年之后为微软提供至少50MW的发电量。2025年7月30日，Helion宣布获地并启动全球首座聚变电厂——ORION建设。➢ 瀚海聚能、诺瓦聚变入局，直接对标Helion。瀚海聚能落户成都，25年7月完成HHMAX-901主机建设与点亮，计划2030年底前与核电业主合作；诺瓦聚变落户上海，完成5亿元天使轮融资，重点研发小型模块化核聚变反应堆，精准应对AI供电需求。➢ Helion装置中电源系统成本占比最高，半导体开关或是趋势。Helion的电源系统主要由电容、开关和传输线组成，成本约占整个装置的50%。其中脉冲电容器成本占比高，占整个装置成本的1/3。电源系统中超级电容和快控开关至关重要。超级电容方面，超级电容在核聚变这种高功率应用场景不成熟，Helion走自研路线；快控开关关注IGBT，具有高可靠性和高寿命的优点，未来有望克服电流上升速率未达标的问题。 推荐逻辑：紧跟“堆催化”。关注BEST、星火一号、先觉聚能、环流三号等项目的链主企业及招标过程中的高价值环节；关注CFEDR、中国聚变能源公司的聚变项目逐步落地。关注海外如Helion等路线突破后，电源系统的投资机遇。 风险提示：核聚变相关投入不及预期；产业紧张不及预期；相关标的业务进展不及预期；研报使用的信息存在更新不及时风险。核心观点2聚变进展：托卡马克建设加速，直线形方案有望快速商用托卡马克路线：关注招标进展、新堆建设及各环节演进趋势FRC路线：Helion有望率先迈过商业化节点，重点关注电源系统推荐逻辑及标的梳理目录C O N T E N T S12433-20%0%20%40%60%80%100%120%140%2024-08-262024-10-262024-12-262025-02-262025-04-262025-06-262025-08-26可控核聚变沪深3001.1、可控核聚变是强主题方向，短期内持续有催化来源：iFinD，券商中国，新华网，上海证券报，人民网，可控核聚变，中国经济网，中泰证券研究所市场表现图表1：可控核聚变（886065.TI）行情表现（截止8月26日）3月，中国环流三号实现原子核、电子温度双亿度运行5月，BEST工程总装启动仪式提前两个月举行1月，EAST装置实现1亿℃下稳态运行1066秒 可控核聚变是指通过模拟太阳内部的核反应，在人工控制下实现轻原子核（如氘、氚）的聚变反应，从而释放巨大能量并转化为清洁能源的技术。 可控核聚变是终极能源形式。其燃料可从海水中近乎无限提取，且不产生长周期放射性废物，能量密度大于化石燃料，是实现人类能源终极安全和清洁化的必然选择。 可控核聚变是今年强主题方向。➢上半年科研突破与工程进展共振。2月，中国核电、浙能电力合力注资17.5亿元参股中国聚变能公司；3月，中国环流三号实现原子核、电子双亿度运行；5月，BEST项目进行工程总装启动仪式；市场预期持续被推高，区间涨幅超过50%。➢下半年催化更多：反应堆持续招标及新堆规划。7月，瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成；中国聚变能源公司挂牌，新增注册资本114.69亿元。 8月1日诺瓦聚变官宣完成5亿元天使轮融资，创下国内民营核聚变公司单笔融资新高。目前江西聚变已开启研发、设计、商采岗位招聘，涉及低温、真空、热力学、核质量控制等多个方向，推动项目快速发展。42月，中国核电、浙能电力合计注资17.5亿元参股中国聚变能公司4月，ITER宣布全球最大脉冲超导电磁体系统全部组件建成7月，瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成;中国聚变能源公司新增注册资本114.69亿元10月，国资委发文明确将可控核聚变列为重点未来产业6月，谷歌与CFS 签署200MW 的购电协议；1.2、全球聚变项目技术路线百花齐放，环形与直线形装置备受关注全球格局5来源：Fusion for Energy，FUSDIS，中泰证券研究所图表2：全球聚变投资额（截止至2025年6月10日）与类型分布 全球在运、在建和规划的聚变装置有168个，其中，托卡马克、仿星器、激光/惯性装置占比分别为46%、17%、8%。其他技术路线占比29%，包括FRC、混合堆等。 目前全球聚变技术中环形装置、