被称为“人造太阳”的可控核聚变今年屡登资本市场热门榜,年初至今,可控核聚变指数涨幅超过60%,已为投资者带来可观回报,二级市场甚至出现“沾核就涨”的现象。
“行业投资氛围明显变了。”国内首批成立的核聚变创业公司瀚海聚能投资部负责人告诉第一财经记者,之前他们要花大力气寻找投资人,解释什么是可控核聚变。今年不少投资人主动来找他们,有的甚至直接明确投资意向,谈判更为顺畅。
国内首轮创业潮始于2022年的核聚变,为何今年打破沉寂?国家队大项目与初创公司并排跑,将带来怎样的市场想象空间?在行业“永远50年”魔咒下,商业公司如何能让资本耐心等?
实现核聚变永远还有50年,是业内公开的玩笑话。这一说法恰恰反映出其研发的历史困境:基础科学突破缓慢、工程复杂度高、资金投入周期长。但如今,多名行业人士在接受第一财经记者采访时却表示,无论从技术突破、政策支持,还是投资氛围来说,今年都堪称核聚变元年,曙光近在前方。
1月,中国科学院等离子体物理研究所(下称“等离子体所”)研制的东方超环(EAST)实现1亿℃等离子体稳态运行上千秒;3月,另一国家队——中核集团核工业西南物理研究院(简称“585所”)建造的环流三号(HL-3)实现“双亿度”运行;10月,紧凑型聚变能实验装置BEST项目成功安装主机关键部件杜瓦底座,主体工程建设步入新阶段。
政策亦予以重点支持。今年9月《中华人民共和国原子能法》颁布,核聚变首次入法,技术研发与应用具备法律保障;10月,核聚变能被纳入“十五五”发展规划的未来产业,要求推动其与具身智能、脑机接口等一并成为新经济增长点。
同时,国家队加速入场让这个赛道斩获更多关注。今年7月,背靠中核集团的中国聚变能源有限公司(下称“中聚变”)在沪成立,获得昆仑资本、上海聚变、浙能电力等7名股东共同增资近115亿元,与等离子体所牵头成立并获安徽国资、昆仑资本等投资的聚变新能(安徽)有限公司(下称“聚变新能”),并称为中国核聚变两大国家队。
“2021年美国创业公司Commonwealth Fusion Systems(CFS)一举拿下单轮18亿美元B轮融资,引燃全球核聚变热潮。彼时国内几家初创公司——星环聚能、能量奇点、瀚海聚能等陆续成立,推进融资。”瀚海聚能董事长项江告诉第一财经记者,国家队超百亿基金入场释放的领头效应,毫不亚于四年前CFS纪录级融资带来的行业震动。
今年4月,诺瓦聚变在沪成立,三个月后完成由阿里、君联资本等投资的5亿元天使轮融资,以推进其场反位形(FRC)聚变技术路线月末,Z箍缩聚变商业公司安东聚变宣布完成联想之星、水木清华校友基金等投资的近亿元首轮融资;近日,FRC技术路线的星能玄光也完成了数亿元Pre-A轮融资,由蚂蚁集团领投,紫金矿业等跟投。项江透露,瀚海聚能亦在进行新一轮融资,目前已获部分投资机构支持。
商业公司雨后春笋般涌现的同时,资本溢出效应正向产业链蔓延。近日,核聚变辅助加热系统供应商曦融兆波宣布完成数千万元Pre-A轮融资,资金将用于研发离子回旋波加热系统。第一财经记者关注到,其天使轮投资机构中科创星还投资了翌曦科技、甚磁科技等产业链企业,主要涉及高温超导材料领域。
“核聚变产业链非常长,涉及超导带材、磁体、电源、机械加开云官方网址工多个环节,产业链公司都希望能在这个万亿市场里分一杯羹。”核聚变商业公司市场部负责人刘晓告诉记者,今年不少上市企业上门谋求与公司签订装置采购意向合作合同,以此间接提振股价。
仅以等离子体所项目为例。中国政府采购网近一周公示了该所七项招标公告,包括内燃料循环平台、氚安全防护平台、热等静压设备、放电等离子热压烧结炉等设备,累计招标金额近13.7亿元。
招商证券指出,核聚变作为国家能源安全与科技自主可控的战略制高点,产业化进程加速从实验验证迈向工程示范,行业将步入“多路线竞速+资本共振”新阶段。
面对新局势,行业“老兵”项江感慨颇深。在创业前,他先后在中国科技大学、北京应用物理与计算数学研究所从事了20余年核聚变研究,参与过托卡马克装置、激光惯性约束核聚变等项目课题。他表示,“核聚变耗资巨大,过去近60年时间我们一直在做基础理论研究,但近些年随着资金大量涌入商业化公司,大大加速了向工程迭代的转变,核聚变从‘永远50年’进入10年窗口期。”
令人意外的是,近两年新成立的商业公司,多数未采用已探索数十年的装置托卡马克。国内核聚变市场格局已由托卡马克“一马当先”,演变成FRC、Z箍缩、仿星器等多技术路线百花齐放。
核聚变主流技术路线分为重力场约束核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变三大方向。支撑磁约束核聚变的装置包括托卡马克、仿星器、球形环等环形装置,以及线性装置等类型。其中,托卡马克长期占据技术高地,是各国攻坚的核心方向。
“这一格局的形成与国家队的技术积累及人才聚集密不可分,也使托卡马克成为行业认为最成熟的技术路径。”项江说。
当前,中聚能和聚变新能两支国家队正在推进对我国聚变研究非常重要的两系托卡马克装置。按照规划,聚变新能将在2027年建成紧凑型聚变能实验装置BEST,2030年点火,2045年建成商用示范堆;另据媒体报道,中聚变同步推进的高温超导托卡马克实验装置环流4号(HL-4),计划在2035年建成工程实验堆,2045年实现商业发电。
不过在商业化方面,托卡马克逐渐显露成本短板。以2006年开建的国际热核聚变装置ITER项目为例,该项目原计划投资50亿美元并在10年建成,但现已投资超200亿欧元(约230亿美元),仍看不到投入上限。
项江算了一笔账,ITER设计能量输出500兆瓦(MW),并网发电约200MW,但仅实验装置便已投资超人民币1000亿元,以此推算,建成500-1000MW的商业堆,成本将在2000亿至3000亿元,其几十万元的度电成本与现有商业模式下几毛钱的度电成本差距悬殊。更关键的是,从实验堆、示范堆到商业堆,工程验证要迭代2-3代装置,而单个数百亿投资的装置部件无法复用,导致迭代成本极高,拖慢迭代进度。
这种投入产出与初创公司追求快速迭代与成本控制的需求格格不入,因此越来越多初创企业选择另辟蹊径,从燃料、装置等维度重构技术路线年多的新奥集团瞄准氢硼聚变商业化。集团聚变技术中心氢硼聚变组召集人刘兵表示,硼在地球中储量丰富,一公斤仅数百至几千元,而氘氚聚变所需的氚,一克就要百万元,且并非随时可得。新奥严格的度电成本红线,让公司在燃料端排除了氘氚路线。
到2030年,政策与其带来的资金支持可能将向技术成熟、商业价值高的路线倾斜。
核聚变大发展背后,是全球AI迅猛发展对电力的迫切需求。谷歌、英伟达先后投资CFS,OpenAI的CEO山姆·奥特曼投资了Helion Energy,亚马逊创始人杰夫·贝索斯投资了加拿大公司General Fusion。一时间,核聚变赛道似乎受到所有商界大佬和顶级机构的关注,资金大量涌入也大幅提速了行业工程迭代与商业化进程。
其中,医疗是能更快切入的应用领域,核心在于市场需求迫切。项江表示,随着靶向药快速发展,同位素制品市场缺口持续扩大,但上游同位素产能却难及时匹配。同位素生产需要大量中子轰击靶材料,此前主要依赖核裂变堆,国内仅有秦山、大亚湾核电站及四川夹江堆等具备相关产能。
当前,国内外巨头正加紧核药产能布局。瑞士药企诺华公司去年7月在浙江省海盐县投建了在中国的首个放射配体疗法生产基地,利用当地秦山等核电站产出的同位素镥-177,生产全球首款用于治疗晚期前列腺癌的药物。据2024年财报,公司早先于2022年3月获批上市的核药Pluvicto,迄今已为诺华累计贡献超26亿美元营收。
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