超越托卡马克？核聚变新路线将迎商业化里程碑

要点1国内直线型场反位形可控核聚变技术即将从实验室正式迈向应用端；要点2场反位形装置造价成本低和运行成本低，有望率先实现商业化供电；要点3该装置对电源依赖程度高，价值量占比有望提升。

《科创板日报》7月17日讯（编辑 宋子乔） 中国首台商业化直线型场反位形聚变装置即将点亮。7月18日，瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成暨等离子体点亮仪式将在该公司装置基地举行，标志着国内直线型场反位形可控核聚变技术从实验室正式迈向应用端。

核聚变是轻原子核结合成较重原子核并放出巨大能量的过程，原材料资源相对丰富且无污染排放的可控核聚变被视为人类“终极能源”。当前可控核聚变技术路线主要有三种：重力场约束核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。其中磁约束核聚变在当前占据主流地位，主要技术包括托卡马克（环形磁场）、直线型场反位形（Field-Reversed Configuration, FRC）、仿星器（复杂外线圈磁场）及反向场箍缩、磁镜等。

瀚海聚能专注于磁约束中的场反位形（Field-Reversed Configuration ,FRC）技术路线，是中国首家采用该技术路线的公司，对标美国明星初创公司Helion（该公司预计在2028年向微软供电50兆瓦）。即将被点亮的场反位形直线型装置是瀚海聚能的第一代聚变装置。

天眼查App显示，瀚海聚能在2023年3月和2024年4月，完成了种子轮和天使轮融资，投资方包括轻舟资本、奇绩创坛、华映资本和厚实基金。“我们成立至今已进行了不止一轮融资，加起来超过5000万元。”瀚海聚能相关负责人在2024年8月5日透露，为了支持第一代聚变装置建设完成，彼时该公司已开启新一轮的融资。

值得注意的是，瀚海聚能在中短期内聚焦核医疗（如硼中子俘获治疗BNCT）、中子成像、核废料处理等“非发电”任务，目标2025年底前形成商业化落地，该公司认为线型聚变技术路线具有在短期内实现中子源的优势，在2026-2028年期间就可以创造一定营收（中子源能用于核医疗、中子照相等领域，同时为聚变行业急需的第一壁材料中子辐照测试、氚增殖方案验证等提供合适的中子源实验平台）。

其第二代装置预计从2026年开始规划建造，目标才是发电，计划在2030年底前与核电业主合作，建设聚变示范电站，完成50兆瓦量级的能量输出， 2030年代前期，研发100MW以上、度电成本极大优势的商业化核聚变装置，实现聚变电站的产业化。

与热门技术路线托卡马克相比，场反位形装置的结构为直线型（非托卡马克的环形），其通过等离子体自身产生的磁场与外部磁场相互作用，形成封闭的环形磁场结构来约束高温高压等离子体，实现可控核聚变反应，其优势在于：

1）更低的建造与运行成本

无需庞大的环向磁场线圈，磁体用量减少80%以上，装置体积缩小50%，建造成本仅为托卡马克的1/5-1/10；采用铜导线磁体（非超导磁体），运维成本显著降低。

上文所述的瀚海聚能一代装置的成本约为3亿元，由于可以快速模块化迭代，后续装置的成本预计将会更便宜。

2）更高的能量效率

等离子体自组织特性减少能量损耗，相同磁场强度下聚变功率输出可达托卡马克的100-1000倍；兼容氢-硼等先进燃料，燃料利用率更高，能量转换效率提升30%。

3）更快的商业化进程

结构简单、模块化设计，从研发到示范电站的周期比托卡马克缩短50%以上；国际上Helion、TAE等公司已在2028-2030年实现商业化供电的规划，国内星能玄光计划2035年建成200MW电站。

4）更强的稳定性与安全性

无环向磁场导致的电流破裂风险，等离子体约束稳定性显著提升；线性结构便于主动控制，可快速响应异常情况。

随着相关技术的发展，场反位形路线凭借其优势或有望成为率先实现商业化的技术路线。国金证券表示，场反位形装置无需外部加热源和环向磁场、装置简单，造价成本低和运行成本低，有望率先实现商业化供电。

目前，该技术在国内外的应用主要包括美国的TAE Technologies、Helion Energy，日本的LINEA innovations以及中国的诺瓦聚变、瀚海聚能和星能玄光。Helion、TAE预计分别2028年向微软供电50MW、2030年代初推出原型电站，国内星能玄光规划2035年建成200MW聚变电站，可见选择该路线的企业的商业化规划时间相对领先。

国金证券进一步表示，场反位形装置磁体价值量占比降低，但需要大脉冲电源支撑等离子体加速至超音速碰撞和压缩，对电源依赖程度高，电源系统价值量占比有望大幅提升（高于托卡马克的15%）。另外，电源系统中对电容和开关的要求较高，且为核心充放电器件，或为价值量占比较高环节，场反位形装置批量建设有望带来脉冲电容和开关订单批量释放。

方正证券也发文称，场反装置对于电源系统的需求将大幅提高，主要为脉冲式放电，真空开关、PSM电源、电容占比或较大幅度提升。预估在场反装置中，由于体积的减小，土建和外围电路成本显著下降，电源系统(真空开关、电容、电源系统）占比或达50%。此外，聚变反应场所（真空室/堆内构件）及燃料/检测等关键系统预计将保持高价值比例。该机构重点关注紧凑型核聚变装置技术——场反位形直线型装置高价值量部分：

1）开关及电源类：旭光电子（真空开关、大功率电子管、氮化铝核心材料）、四创电子（PSM电源）、英杰电气（电源总成），王子新材/胜业电气（电容器），爱科赛博（电源总成），百利电气等；

2）真空室/堆内构件等部件：合锻智能（真空室扇区、窗口延长段、重力支撑，同时拓展其他堆内构件）、安泰科技（钨铜偏滤器、钨铜限制器、包层第一壁、钨硼中子屏蔽材料），派克新材（聚变金属结构锻件），上海电气（杜瓦、真空室、TF线圈等），斯瑞新材（耐高温高强高导原材料）；

3）燃料、检测、辅助系统：国光电气（传输分系统、涉氚燃料各类设备及零部件）、皖仪科技（检测设备）；

4）超导磁体：永鼎股份（高温超导带材），东方钽业（超导铌材、铍材料），西部超导（低温超导线材），精达股份（高温超导带材）；

5）核心模块建设及分系统制造：利柏特、中国能建。