[研报PDF] 机械一周解一惑系列:商业可控核聚变及先行受益产业链

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  本周本周关注:瑞晨环保、奥莱德、苏试试验、华测检测

  本周核心观点:本周中央经济工作会议释放稳经济信号,扩大内需促进消费,关注相关复苏板块。

  实现可控核聚变的主要有两种方式:1)激光惯性约束:惯性约束聚变(ICF)是实现受控核聚变的途径之一,它是通过内爆对热核燃料进行压缩,使其达到高温高密度,在内爆运动过程中惯性约束下实验热核点火和燃烧,仍而获取聚变能的方法.激光聚变是用激光作为驱动源的,因而也成为激光约束聚变。2)磁约束:核聚变的另一个技术路线是磁约束聚变,也称为“托卡马克核聚变”。磁约束核聚变,就是用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内,使它受控制地发生大量的原子核聚变反应,释放出能量。

  核聚变目前距离商业化还有一定距离。增益Q=靶丸发生的核反应释放的能量/使核反应发生消耗的总能量,>1时可实现商业化。此次12月14日NIF公布的仅是靶丸发生的核反应释放的能量/入射靶丸表面的激先能量>1,实际的增益Q仍远小于1,距离商业化还有一定距离。

  近两年国内外的融资集中在小型商用托卡马克。目前全球范围内磁约束的应用更广,根据Tokamak info统计,全球共有常规托卡马克185个,球形36个。最近2年,私人投资者的融资则集中在更易商用的小型托卡马克。其中2021年美国的Commonwealth Fusion Systems(CFS)融资额达到了18亿美元。国内的大型托卡马克主要是等离子所(合肥)和西南物理研究院(核585所),商用小型则为能量齐点、星环聚能。

  高温超导材料的突破也让小型托卡马克商业化成为可行。业界通常以液氮温度77K(零下196摄氏度)为分界线,把超导材料分为低温和高温。高温超导在液氮温区下使用,低温超导在液氦温区下使用,我国氦气资源十分稀缺。而液氮成本远低于液氦,因此高温超导材料更具大规模商用价值。同时托卡马克装置要想产生极强的磁场,导线中必须通以极大的电流,这个时候,电阻使得线圈的效率降低,产生能耗,使用超导材料才可以解决电阻的问题。

  可控核聚变领域材料先行,同时高温超导也有其他丰富的应用场景。虽然托卡马克商业化还需要一段时间,但是无论是大型还是小型托卡马克,前期实验过程中都需要先行采购消耗高温超导材料。此外高温超导材料也有其他可落地的商业场景,包括超导电缆、高温超导加热装置等。具体项目上,上海超导提供材料的国内首条35千伏公里级高温超导电缆示范工程于2021年12月投运;联创先电在接受机构调研时表示公司的大型超导感应设备在金属热加工领域,预计替换及新增约7000台,市场规模在千亿级别以上,2022年3月客户中铝集团完成超导加热设备验收,产品较传统工频炉节能超过50%。

  投资建议:建议关注与二代高温材料相关标的:精达股份、永鼎股份、联创光电。

  风险提示:1)可控核聚变突破不及预期。2)下游需求不及预期。3)国内外政策推动不及预期

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