核聚变新路线,将迎商业化里程碑
日期:2025-07-17 16:47:37 / 人气:38

7 月 18 日,瀚海聚能的 HHMAX-901 主机建设完成暨等离子体点亮仪式盛大举行,标志着中国首台商业化直线型场反位形聚变装置即将被点亮。这一事件意义非凡,意味着国内直线型场反位形可控核聚变技术正式从实验室迈向应用端。
核聚变,作为轻原子核结合成较重原子核并释放出巨大能量的过程,一直备受全球关注。因其原材料资源相对丰富,且无污染排放,可控核聚变被视作人类的 “终极能源”,有望彻底解决能源危机,改变全球能源格局。目前,可控核聚变技术主要有重力场约束核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变这三大路线,其中磁约束核聚变占据主流,包含托卡马克、直线型场反位形、仿星器及反向场箍缩、磁镜等多种技术。
瀚海聚能专注于磁约束中的场反位形技术路线,是中国首家采用该技术的公司,对标美国明星初创公司 Helion。此次即将被点亮的场反位形直线型装置,正是瀚海聚能的第一代聚变装置。天眼查 App 数据显示,在 2023 年 3 月和 2024 年 4 月,瀚海聚能成功完成种子轮和天使轮融资,投资方涵盖轻舟资本、奇绩创坛、华映资本和厚实基金。据公司相关负责人透露,截至 2024 年 8 月 5 日,公司成立后已进行多轮融资,总额超 5000 万元,并且为支持第一代聚变装置建设,彼时已开启新一轮融资。
值得注意的是,瀚海聚能短期内将目光聚焦于核医疗、中子成像、核废料处理等 “非发电” 领域,计划在 2025 年底前实现商业化落地。公司认为,线型聚变技术路线在短期内实现中子源方面具有显著优势,预计在 2026 - 2028 年期间即可创造营收。其第二代装置预计于 2026 年开始规划建造,届时目标转向发电。计划在 2030 年底前与核电业主合作,建设聚变示范电站,实现 50 兆瓦量级的能量输出。到 2030 年代前期,研发 100MW 以上、度电成本具有极大优势的商业化核聚变装置,推动聚变电站实现产业化。
有望率先实现商业化,供电电源价值量占比或提升
与热门的托卡马克技术路线相比,场反位形装置独具特色。其结构呈直线型,通过等离子体自身产生的磁场与外部磁场相互作用,形成封闭环形磁场结构,以此约束高温高压等离子体,实现可控核聚变反应。这一路线具有诸多显著优势:
建造与运行成本更低: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,大大降低了运维成本。例如,瀚海聚能的一代装置成本约为 3 亿元,且由于采用模块化设计,后续装置成本有望进一步降低。
能量效率更高:等离子体的自组织特性减少了能量损耗,在相同磁场强度下,聚变功率输出可达托卡马克的 100 - 1000 倍;同时,该装置兼容氢 - 硼等先进燃料,燃料利用率更高,能量转换效率提升 30%。
商业化进程更快:得益于结构简单、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 等公司已制定在 2028 - 2030 年实现商业化供电的规划,国内星能玄光也计划在 2035 年建成 200MW 电站。
稳定性与安全性更强:无环向磁场导致的电流破裂风险,使得等离子体约束稳定性显著提升;线性结构便于主动控制,能快速响应异常情况,保障装置运行安全。
随着技术的不断进步,场反位形路线凭借自身优势,有望率先实现商业化。国金证券指出,场反位形装置无需外部加热源和环向磁场,装置简单,造价成本和运行成本低,具备率先实现商业化供电的潜力。
目前,该技术在国内外均有应用案例,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等公司都在积极探索。其中,Helion、TAE 预计分别于 2028 年向微软供电 50MW、2030 年代初推出原型电站,国内星能玄光规划在 2035 年建成 200MW 聚变电站,商业化规划时间相对领先。
国金证券进一步分析,场反位形装置中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。在电源系统中,电容和开关作为核心充放电器件,对性能要求较高,或成为价值量占比较高的环节。未来,场反位形装置的批量建设有望带动脉冲电容和开关订单的大规模释放。
方正证券也发文称,场反装置对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、电容占比或大幅提升。预估在场反装置中,由于体积减小,土建和外围电路成本显著下降,电源系统占比或达 50%。此外,聚变反应场所及燃料 / 检测等关键系统预计仍将保持高价值比例。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的高价值量部分,包括开关及电源类(旭光电子、四创电子、英杰电气等)、真空室 / 堆内构件等部件(合锻智能、安泰科技等)、燃料 / 检测 / 辅助系统(国光电气、皖仪科技)、超导磁体(永鼎股份等)以及核心模块建设及分系统制造(利柏特、中国能建)。
此次中国首台商业化直线型场反位形聚变装置的点亮,是核聚变领域的重大突破,为全球能源发展带来新希望。未来,随着技术的持续成熟和商业化推进,场反位形核聚变技术有望在能源市场崭露头角,重塑全球能源格局。
作者:盛煌娱乐
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