2025年是核聚變商業(yè)化進(jìn)程中的關(guān)鍵一年,BEST項(xiàng)目招標(biāo)密集展開,全球核聚變從“科學(xué)驗(yàn)證”邁向“工程示范”。中國聚變能源獲巨頭注資、復(fù)鑫力等企業(yè)完成大額融資,這些資本動態(tài)都在表明,核聚變商業(yè)化的窗口期已從遙遠(yuǎn)的遠(yuǎn)景變?yōu)榭捎|及的現(xiàn)實(shí)。
隨著我國可控核聚變商業(yè)化進(jìn)程的加快,發(fā)出“第一度電”的時間表有望提前。這一進(jìn)程的意義已遠(yuǎn)超能源領(lǐng)域本身,將重新塑造國家競爭力的核心構(gòu)成以及全球產(chǎn)業(yè)鏈的價值分配模式。
從實(shí)驗(yàn)室到電網(wǎng):核聚變商業(yè)化的“臨界點(diǎn)”已至?
可控核聚變技術(shù)被視作人類破解能源困局的終極答案,它不但是撬動全球能源革新、助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的核心引擎,更是各國在科技領(lǐng)域展開角逐的戰(zhàn)略高地。
這種模擬太陽發(fā)光發(fā)熱原理的能源形式,其清潔性(產(chǎn)物為氦)、安全性(無鏈?zhǔn)椒磻?yīng)風(fēng)險)與燃料豐度(海水中氘儲量夠人類用百萬年),構(gòu)成了對傳統(tǒng)能源體系的降維打擊潛力。但多年來,它始終困在“永遠(yuǎn)的50年”預(yù)言中,直到近年才顯露出破局的鋒芒。
FIA報告中26家企業(yè)劍指2035年并網(wǎng)供電的預(yù)測,絕非資本催生下的盲目樂觀。當(dāng)一項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)界,企業(yè)的集體時間預(yù)判往往比學(xué)術(shù)論文更具指標(biāo)意義——這背后是研發(fā)投入強(qiáng)度、工程化難度與市場需求的綜合測算。37家樣本企業(yè)中近七成給出明確時間節(jié)點(diǎn),意味著產(chǎn)業(yè)界已形成基本共識:技術(shù)迷霧正在散去。
美國LLNL實(shí)驗(yàn)室2024年末的“凈能量增益”突破,被輿論過度解讀為“歷史性時刻”,卻少有人注意其背后的產(chǎn)業(yè)邏輯。該實(shí)驗(yàn)輸入2.05兆焦激光能量,輸出3.15兆焦聚變能量,看似超額完成任務(wù),實(shí)則忽略了整個系統(tǒng)300兆焦的總能耗。這種“科學(xué)突破”與“工程實(shí)用”的巨大鴻溝,恰恰揭示了核聚變商業(yè)化的本質(zhì):不是單一技術(shù)的靈光乍現(xiàn),而是系統(tǒng)集成能力的持續(xù)精進(jìn)。
中國研究者對此有著更清醒的認(rèn)知——“中國環(huán)流三號”實(shí)現(xiàn)的百萬安培億度H模運(yùn)行,看似不如凈能量增益耀眼,卻在等離子體約束時間與穩(wěn)定性上實(shí)現(xiàn)突破,這正是工程化最需要的“鈍感力”。
政策層面的遞進(jìn)更值得玩味。從“雙碳”意見將可控核聚變列為攻關(guān)方向,到國資委未來產(chǎn)業(yè)啟航行動的具體部署,再到國家能源局2025年二季度發(fā)布會的重點(diǎn)提及,政策話語體系已從“基礎(chǔ)研究”轉(zhuǎn)向“大力支持”。
這種轉(zhuǎn)變絕非文字游戲——當(dāng)一個領(lǐng)域開始出現(xiàn)在季度工作發(fā)布會的表述中,意味著其已進(jìn)入資源配置的快車道。國際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計的30國參與、數(shù)十億美元投入,實(shí)則是全球能源主權(quán)爭奪的預(yù)演——在化石能源漸退舞臺的未來,誰掌握核聚變技術(shù),誰就掌握了新的世界能源定價權(quán)。
國際原子能機(jī)構(gòu)預(yù)測,2030年全球可控核聚變市場規(guī)模有望達(dá)到4965億美元,2050年或突破萬億美元。對比光伏產(chǎn)業(yè)從1970年代實(shí)驗(yàn)室效率10%,到2024年光伏度電成本降至0.28-0.5元/kWh并與煤電0.3-0.4元/kWh的成本區(qū)間形成交叉,核聚變的產(chǎn)業(yè)化曲線可能更陡峭。
當(dāng)BEST項(xiàng)目提前兩月進(jìn)入總裝,當(dāng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成員數(shù)量半年翻倍,這些微觀信號都在指向一個結(jié)論:核聚變正從“科學(xué)探索”的線性發(fā)展,轉(zhuǎn)入“工程突破”的指數(shù)增長期。所謂臨界點(diǎn),從來不是某個戲劇性瞬間,而是無數(shù)技術(shù)節(jié)點(diǎn)、資本選擇與政策推動共同形成的質(zhì)變拐點(diǎn)——此刻的核聚變,正站在這個拐點(diǎn)的門檻上。
產(chǎn)業(yè)鏈掘金戰(zhàn):夸夫超導(dǎo)與金屹能源的“卡位”邏輯
可控核聚變產(chǎn)業(yè)含材料、主機(jī)、系統(tǒng)、應(yīng)用等環(huán)節(jié),憑借全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新,我國已獲先發(fā)優(yōu)勢,在高溫超導(dǎo)帶材、托卡馬克裝置等方面處于領(lǐng)先地位。
但是,從“實(shí)驗(yàn)堆”“示范堆”穩(wěn)步邁向“商業(yè)堆”,還離不開上游材料與部件廠商在成本控制上的突破,以及中游主機(jī)廠商在核心技術(shù)上的持續(xù)攻堅。在核聚變這條橫跨基礎(chǔ)物理與工業(yè)制造的超長產(chǎn)業(yè)鏈上,企業(yè)的戰(zhàn)略選擇遠(yuǎn)比技術(shù)實(shí)力更能決定最終格局。
上游材料與中游設(shè)備的競爭,本質(zhì)是對“不可替代性”的爭奪。夸夫超導(dǎo)與金屹能源這兩家公司,作為國科新能創(chuàng)投公司Family成員企業(yè),恰是兩種典型的“卡位”范式。
合肥夸夫超導(dǎo)科技有限公司(簡稱“夸夫超導(dǎo)”)是國際上少數(shù)幾家可以批量生產(chǎn)供應(yīng)NbTi和Nb?Sn低溫超導(dǎo)材料的企業(yè)之一。該公司為BEST項(xiàng)目的建設(shè)貢獻(xiàn)了積極力量,其供應(yīng)的鈮三錫、鈮鈦等超導(dǎo)線材,以穩(wěn)定的性能為BEST裝置的磁體系統(tǒng)筑牢根基。其ITER級Nb?Sn線材產(chǎn)品及其CICC導(dǎo)體先后通過了中科院等離子體所和歐盟國際權(quán)威機(jī)構(gòu)的電磁、力、熱等綜合性能測試,批量化交付產(chǎn)品通過了ITER體系質(zhì)量認(rèn)證。
ITER(國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆)作為全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一,其標(biāo)準(zhǔn)體系幾乎等同于未來產(chǎn)業(yè)的“準(zhǔn)入證”。當(dāng)這家2021年成立的企業(yè)能實(shí)現(xiàn)30-50噸Nb?Sn線材年產(chǎn)量,意味著它已突破“實(shí)驗(yàn)室樣品”到“工業(yè)化量產(chǎn)”的跨越周期。而這道鴻溝已讓太多新材料企業(yè)望而卻步。
更值得關(guān)注的是其產(chǎn)品矩陣:Nb-Ti線材主攻中低場磁體,Nb?Sn瞄準(zhǔn)高場需求,MgB?布局未來低成本方案,這種“高中低”搭配的產(chǎn)品策略,本質(zhì)是對核聚變裝置不同發(fā)展階段的全覆蓋。
夸夫超導(dǎo)產(chǎn)品通過的“電磁、力、熱”綜合測試,對應(yīng)聚變環(huán)境下的三大核心挑戰(zhàn)——強(qiáng)磁場下的穩(wěn)定性、脈沖運(yùn)行時的力學(xué)沖擊、上億度等離子體輻射下的熱損耗。當(dāng)市場還在討論“核聚變能否商業(yè)化”時,這家企業(yè)已用產(chǎn)能規(guī)劃投票:600-800噸的NbTi年產(chǎn)量,足夠裝備3-5個大型實(shí)驗(yàn)堆——這種超前布局,正是技術(shù)型企業(yè)穿越產(chǎn)業(yè)周期的關(guān)鍵。
安徽金屹能源發(fā)展有限公司(簡稱“金屹能源”)的特種電源產(chǎn)品進(jìn)入EAST、BEST等項(xiàng)目,展現(xiàn)的是另一種“卡位”邏輯。在核聚變裝置中,電源系統(tǒng)如同“神經(jīng)中樞”——控制等離子體形狀的極向場電源、維持電流的環(huán)向場(縱場)電源、輔助加熱的高壓電源等,任何一個環(huán)節(jié)失靈都會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中斷。
該公司的主導(dǎo)產(chǎn)品聚變電源系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定和可控核聚變反應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,屬于工業(yè)“六基”領(lǐng)域中的核心基礎(chǔ)零部件,其能同時服務(wù)于“人造太陽”現(xiàn)役裝置(如EAST、核工業(yè)西南物理研究院HL-2A、HL-2M等)與下一代實(shí)驗(yàn)堆(如CRAFT、BEST等),說明其產(chǎn)品已形成“技術(shù)代際覆蓋”。
更值得關(guān)注的是,公司在可控核聚變領(lǐng)域的聚變電源產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破,如采用PSM模塊技術(shù),輸入電壓范圍廣,輸出電壓高達(dá)80kV,紋波小、效率高,故障保護(hù)時間小于5μs,產(chǎn)品在核聚變裝置的輔助加熱中表現(xiàn)出色。這些突破不僅提升了市場競爭力,還推動了我國可控核聚變領(lǐng)域的自主可控發(fā)展。同時,其產(chǎn)品已進(jìn)入國際市場,服務(wù)于俄羅斯的GYCOM等,這些客戶名單實(shí)則是一張全球核聚變研發(fā)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)入證。
特種電源的國產(chǎn)化替代,在能源安全層面具有特殊意義。上世紀(jì)90年代,我國聚變裝置的關(guān)鍵電源依賴進(jìn)口,不僅價格高昂且面臨技術(shù)封鎖。金屹能源實(shí)現(xiàn)的“替代”,絕非簡單的仿造——其研發(fā)的核聚變配套電源系統(tǒng)具備高穩(wěn)定性、高可靠性的特點(diǎn),能為核聚變反應(yīng)提供精確控制的脈沖功率和強(qiáng)磁場,確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。其為BEST項(xiàng)目定制的模塊化電源系統(tǒng),占地面積縮減40%,這種針對聚變裝置小型化趨勢的創(chuàng)新,使其從“追隨者”變?yōu)?ldquo;標(biāo)準(zhǔn)制定參與者”。
當(dāng)核聚變從實(shí)驗(yàn)裝置走向商業(yè)堆,電源系統(tǒng)的可靠性將直接決定發(fā)電效率——金屹能源在EAST裝置上積累的數(shù)萬小時運(yùn)行數(shù)據(jù),正是未來商業(yè)競爭的核心壁壘。而其圍繞受控?zé)岷司圩冄芯康木圩冸娫矗惭a(bǔ)上了核聚變新能源即將產(chǎn)業(yè)化鏈中的短板,是產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)部件。
企業(yè)估值應(yīng)基于技術(shù)與市場雙維度
以上兩家企業(yè)的共同特質(zhì),在于看透了核聚變產(chǎn)業(yè)的本質(zhì):它不是一場技術(shù)沖刺賽,而是一場需要耐力的障礙賽??浞虺瑢?dǎo)在材料一致性上的打磨,金屹能源在電源穩(wěn)定性上的精進(jìn),都是在為那個還未到來的商業(yè)化時代,積累“不可替代性”的籌碼。在這條萬億賽道上,真正的贏家不是最先沖線的,而是能在每個技術(shù)節(jié)點(diǎn)都占據(jù)關(guān)鍵位置的玩家。
知名投資人、國科新能創(chuàng)投創(chuàng)始合伙人方建華表示,超導(dǎo)材料領(lǐng)域,夸夫超導(dǎo)正在研發(fā)的下一代Bi系高溫超導(dǎo)圓線,若能將臨界電流密度提升至現(xiàn)有水平的2倍以上,可使磁體系統(tǒng)成本下降30-50%。這種“性能-成本”的非線性關(guān)系,或許正是材料企業(yè)的價值爆發(fā)點(diǎn)。電源系統(tǒng)方面,金屹能源的業(yè)務(wù)已展現(xiàn)出規(guī)模效應(yīng),隨著訂單量的增加以及單位成本的下降,其多項(xiàng)目協(xié)同的能力,也將成為中游設(shè)備商的核心競爭力之一。
方建華說道,更深遠(yuǎn)的機(jī)會或許藏在產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建構(gòu)中。傳統(tǒng)能源體系的“垂直一體化”模式,在核聚變領(lǐng)域可能將被顛覆——ITER項(xiàng)目證明,沒有誰能夠獨(dú)立完成全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。這種“分布式創(chuàng)新”特性,使得專注于某一細(xì)分領(lǐng)域的專精特新企業(yè),反而可能獲得比巨頭更靈活的生存空間,中國聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成員半年內(nèi)翻倍,這種生態(tài)擴(kuò)張速度,預(yù)示著產(chǎn)業(yè)分工正在加速形成。相關(guān)企業(yè)需著力提升自身技術(shù)的獨(dú)特性,以此吸引資金注入。
業(yè)內(nèi)資深專家表示,投資者需要建立新的估值坐標(biāo)系。不能用傳統(tǒng)制造業(yè)的“市盈率”來衡量諸如夸夫超導(dǎo)這樣的企業(yè),因其價值在于“技術(shù)代差”;也不能用公用事業(yè)的“市凈率”來評估諸如金屹能源這樣的企業(yè),其核心資產(chǎn)是“工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫”。
核聚變企業(yè)的估值,應(yīng)當(dāng)基于“技術(shù)成熟度(TRL)”與“市場滲透率”的二維模型——當(dāng)一家企業(yè)的產(chǎn)品從TRL5(實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證)邁向TRL7(工程樣機(jī)),其價值將出現(xiàn)階躍式增長。
這場能源革命的最終影響,或許遠(yuǎn)不止于發(fā)電方式的改變。當(dāng)核聚變使能源成本接近零,整個工業(yè)體系將發(fā)生重構(gòu):高耗能的電解制氫、海水淡化、材料合成等產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長,人類對地球資源的依賴模式或?qū)氐赘淖儭?/section>
眾多核聚變企業(yè)的探索,承載著推動能源變革、守護(hù)地球家園的使命。它們在技術(shù)研發(fā)上的每一步突破,在工程實(shí)踐中的每一次精進(jìn),都是在為人類可持續(xù)發(fā)展的未來添磚加瓦。這份責(zé)任與擔(dān)當(dāng),正是推動核聚變商業(yè)化進(jìn)程不斷向前的核心動力。
責(zé)任編輯: 江曉蓓
標(biāo)簽:核聚變