可控核聚变是能源资本的终极狂潮

小夏 科学 更新 2024-02-01

2024年底,新能源领域又迎来一则重磅消息。

12月29日,由中国核工业集团公司牵头,25家央企、科研院所、高校组成可控核聚变创新联合体,正式揭晓中国核聚变能源原创技术。

此前,国资委启动实施“未来产业扬帆行动”,可控核聚变被视为未来能源的唯一方向。 此外,“中国人造太阳”号年内再创运行纪录,年底核准4台电核电机组,资本市场动弹,核电产业链再次成为资本风口。

核电重启。 2024年3月,当时世界上最大的现役核电站福岛核电站受到海啸的影响,导致核泄漏。 日本将这起事故归类为7级(特大事故),与切尔诺贝利核事故的级别相同。

一时间,世人震惊,“大谈核变色”。 各国都加快了对核电机组的审计步伐。

福岛核事故发生后,中国进行了一年半的核电安全检查,虽然得出安全有保障的结论,但决定不启动新的核电项目。 当年印发的《核电中长期发展规划(2011-2024年)》指出,新建核电项目必须符合第三代核电安全标准。

在核事故的阴影下,在核电的压力下,在第三代技术尚未完全成熟的事实上,从2024年到2024年,我国核电审批整体呈现收缩状态,多年未获审批。

2024年特别,是“十二五”规划的最后一年,8家单位获批,其中有一部分是前期投入大量资源的二代+单位;另一类是第三代核电华龙一号,中核已获批2华龙一号,中广核也是2华龙一号,均为两大核电集团中的华龙一号。

随着第三代技术的日益成熟和双碳战略的深入实施2024年我国核电重启,2019-2024年核准新机组,分别有4台、4台、5台、10台、10台,审批步伐明显加快

《2024年**工作报告》特别指出在确保安全的前提下,积极有序地发展核电,是**报告中首次使用“主动”一词“十四五”规划还明确提出,要积极有序地发展沿海第三代核电站建设。

在双碳目标的背景下,结合近年来电力短缺问题,核电审核将持续完善,预计未来几年每年审批8-10台机组。

在三代技术中,CAP1000国产化率已超过85%,而华龙一号国产化率高达90%以上,按照单台核电机组投资约1800-200亿元计算,新批批的10台机组将打造约1800-2000亿元的市场“蛋糕”。

除核电建设和核电运行外,核电设备价值占一半,设备市场增量约900-1000亿元。

目前,几大核电国家正在争夺第四代核电技术,我国高温气冷堆处于世界先进水平。 2024年12月6日,全球首座核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站正式投入商业运行,标志着我国领先的第四代核电技术。

在核电领域,国有企业占据了最大份额,但民营企业在细分市场中具有竞争优势。 因此,从二级市场投资的角度来看,除了几大核电集团外,民营细分龙头也值得关注。

核电重启带来的巨大增量蛋糕,是核电股表现和股价走厚的核心基础。

终极能源。 在化石能源面临日益枯竭的挑战时,光伏、风电、锂电池等新能源兴起,但仔细分析发现,这些能源并不是终极能源,也不是严格意义上的全产业链清洁能源。

例如,光伏硅是一个高耗能的行业,电力成本占硅产量的大部分。 2024年夏季,水电大省四川宣布限电,通威等企业受到影响。 锂矿开采、锂电池制造甚至下游环节都可能造成环境污染。

另一方面,核聚变因其丰富的燃料、清洁能源、高安全性和高能量密度而被视为终极能源。 与核裂变相反,核聚变是一个原子核转化为另一个原子核时释放的能量。

太阳通过核聚变原理发光和加热。 而聚变的主要原料是氢的同位素,即“氘和氚”。 这些材料不仅便宜,而且在地球上也很丰富,海水中的氚含量超过45万亿吨,可供人类使用数亿年。

而且,与核电站使用的“核裂变”相比,核聚变产生的能量是核裂变反应产生的能量的四倍,海水中每升核聚变可以产生相当于300升汽油。

此外,由于核聚变产生的环境非常恶劣,因此不存在失控反应和熔毁的风险,也不会排放二氧化碳或其他温室气体。 因此,它本质上是安全、高效和清洁的。

现在核聚变最大的困难在于它是“可控的”。 一是要有足够的高温,使燃料在1亿摄氏度以上变成等离子体;二是一定的密度;三是有一定能量约束的时间。

因此,核聚变的要求非常高,必须能够承受高温、高压、磨损和其他恶劣条件。

经过多年的探索,磁约束聚变被认为是一条更可行的路径,其实施包括托卡马克和恒星器。 目前,托卡马克是世界上投资最多、最接近核聚变条件、技术发展最成熟的方式。 我们的国家就是其中之一。

我国核能的发展规划目前是优化自主第三代技术,中长期是发展一流的核能技术,长期目标是聚变技术。 自上世纪90年代以来,我国先后建造并运营了合肥超环(HT-7)、中国环行二号(HL-2A)和东方超环(东方)等装置。

去年8月25日,我国新一代人造太阳能“环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下高约束运行,再次刷新运行纪录,标志着我国磁约束核聚变领先世界。

在商业层面,早在2024年,我国就提出了核能“热堆-快堆-聚变堆”三步走发展战略。 目前仍以“热堆”为主,这也是核能未来几年的发展路径。

但展望未来,核聚变是夺取能源制高点的关键。 根据规划,中国计划在2024年实现可控核聚变,经过20年的努力,最早将于2024年建成聚变商用反应堆。

对于二级市场的公司来说,核电仍是主要表现**,核聚变在未来是潜在的巨大增长。

谁受益最大?核聚变产业链大致可分为上游原材料、中游设备及装置材料、下游核电建设和运行。

下游整体建设经营基本由大型国有企业承包,而上中游则分为多家民营上市企业。 其中,高温超导材料最为值得关注。

“超导磁体+导流板”是托卡马克的关键部件,它,超导磁体几乎占总成本的一半。 受控核聚变实验、示范和商业化的推进将推动对超导磁体的需求增加。

国际热核聚变实验堆(ITER)是继国际空间站之后世界上又一个重大科学项目。

我国承担了69%的NBTI超导线材和7%的NB3SN超导线材生产任务,全部由西方超导提供,于2024年交付。 该公司的核聚变采用高性能NB3SN超导线,打破国外脊。

公司是国内唯一一家低温超导线材商业化生产企业,国内没有竞争对手,竞争对手来自国外,西部超导也是全球唯一一家铌钛锭棒、超导线材、超导磁体全工艺生产企业。

在ITER项目的基础上,中国提出了中国聚变工程实验堆(CFETR)项目,计划于2024年建成,2024年建成商用反应堆。

国光电气研制的导流板已应用于部分托卡马克装置,是全球首家研制出符合ITER要求的热氦检漏设备的企业。 还承担了中核集团“先进导流板”项目的研发任务,该项目需要完成60台导流板的生产制造,合同资金1400万元。

联创超导是联创光电的子公司,负责提供核聚变主机器件中的高温超导磁体系统和低温制冷系统,也是全球为数不多的能够提供高温超导磁体的综合性供应商之一。 2024年9月,联创超导在核聚变超导磁体应用用100米级簇状电缆的研发和制造方面取得突破,体现了公司在该领域的实力。

晶达股份持股18股上海超导持有29%的股份,是后者的最大股东,为美国CFS和英国TE的受控核聚变项目提供高性能高温超导带材

此外,还有Etern Co., Ltd.的第二代高温超导带及其应用设备,以及国家惯性约束可控核聚变项目的半导体激光器组件提供商炬光科技。

需要指出的是,可控核聚变的成功和商业化需要很长时间,上述公司的业绩贡献有待筛选。

只有目前批准的核电机组才能真正带来性能贡献。 比如,以特种阀门为主的江苏神通,以及核心设备主营氦风机的嘉电股份有限公司。

以嘉电为例,在核电专用电机领域处于领先地位,近年来每年都中标。 2024年11月,公司宣布投资2投资73亿元建设成套主氦风机项目,建成后可实现年产主氦风机6台。 同年12月,两台主氦风机交付石岛湾核电站。

业绩也反映出来,佳电股份在2024年前三季度实现营收3037亿元,同比增长13%;净利润 283亿元,同比增长1811%。

在探索终极能源的道路上,我国已经处于领先地位。 然而,面对当前低迷的资本市场,核电股的爆发仍然需要投资者在多个方面进行思考和筛选。

本文作者 |孤独之城**人才杂志。

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