电源是可控核聚变装置“生命线”， 资本开支扩张带动订单陆续释放
思瀚产业研究院    2025-07-16

托卡马克为主流，多种技术路线并行

核聚变技术路线分为磁约束、惯性约束、磁惯性约束三大类。按照约束原理分类，核聚变可分类为磁约束、惯性约束、磁惯性约束，三类装置等离子体温度基本一致，差异在于约束时间和等离子体密度：1）约束时间方面，磁约束>>磁惯性约束>惯性约束；2)等离子体密度方面，惯性约束>>磁惯性约束>磁约束。

可控核聚变技术路线可细分为：1）磁约束：托卡马克、球形托卡马克、仿星器；2）惯性约束：激光约束、Z 箍缩；3）磁惯性约束：磁惯性约束 FRC。

托卡马克为主流，仿星器、激光约束、FRC 等多路线共同发展。根据国际原子能机构（IAEA）发布报告《IAEA World Fusion Outlook 2024》，当前全球共有聚变装置共 159 台，其中托卡马克 79 台，占比 49.7%，仿星器 23 台，占比 14.5%，激光/惯性约束 12 台，占比7.5%，其他路线 45 台，占比 28.3%。

电源系统是核聚变装置的核心部分，价值量占比高

可控核聚变电源要求系统容量高、耐高压、大电流、纹波小，相对传统工业电源，研发、制造难度更高。

功率大、容量高：以国际热核聚变（ITER）为例，电源需要给磁体系统、辅助加热系统以及辅助系统供电，电源功率为 100MW 级别，相当于中大型发电厂的功率。

耐高压和大电流：以 ITER 为例，磁体电源需要大电流激励磁场约束等离子体，通常电流通流能力要求 100kA 级别；中性束注入系统需要大电压激励离子源，对应电源电压需求高达 1MV；

纹波小：辅助加热系统输出效率对电源电压的精度和稳定性等非常敏感，因此要求高压电源输出纹波小。

ITER 电源环节价值量占比近 15%。根据《Superconductors For Fusion: A Roadmap》，ITER 装置中电源、加热系统和电流驱动价值量占比分别为 8%、7%，合计达 15%。

中核系、中科院系等推进托卡马克、Z 箍缩路线，商业公司积极布局 FRC 路线。

托卡马克方面：国内中核系、中科院系等积极推进托卡马克路线建设，从目前主流机构的规划时间、投资金额来看，多数的实验堆项目预计在“十五五”期间实现，且单个实验堆的投资金额在几十亿元到上百亿的规模；

Z 箍缩路线：先觉聚能技术路线为 Z 箍缩聚变+裂变混合堆，计划 2030 年前实现聚变点火，验证 Q>1；3）FRC：国内商业公司瀚海聚能、星能玄光、诺瓦聚变正积极布局 FRC 技术路线，其中星能玄光计划 2035 年建成 200MW 聚变电站，成本约为 10 亿元。托卡马克装置电源价值量占比约为 15%，FRC、Z 箍缩对磁体要求大幅降低、电源要求更高，电源价值量占比或也更高，国内推动多个聚变路线发展，FRC、Z 箍缩等多领域的电源需求有望陆续释放。

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