（这份报告是由中银证券的陶波和曹鸿生共同完成的）
【可控核聚变，人类理想的终级能源解决方案】
核聚变好处多多，被认为是人们梦寐以求的完美能源。
核聚变就是让轻的原子核凑在一起变成重的原子核，这个过程中会放出好多能量。就像国际原子能机构说的，核聚变就是把两个或更多轻的原子核合成一个或多个重的原子核，还会产生别的东西。在核聚变的时候，反应前后的东西会轻那么一点点，根据爱因斯坦的一个公式，这变轻的一点点就会变成能量放出来。
要让核聚变变得可以控制，就得达到很高的温度和压力等很难满足的条件。氢弹虽然能爆炸，实现了核聚变，但那是不可控的。如果要把核聚变用作能源，就得让能量慢慢地、稳稳地释放出来。这里面有三个特别重要的条件得满足：
温度：要让氘和氚这两种原子核撞到一起发生聚变，可不容易，因为它们都带正电会互相排斥。温度就像是粒子们跑动的快慢，温度越高，粒子就跑得越快、力气也越大。只有当温度高到一定程度，氘和氚原子核才能有足够的力气冲破障碍，碰到一起发生聚变。
粒子拥挤度：等离子体里头粒子多很重要，这样它们撞来撞去的次数就多，聚变反应也就更容易发生了。
要实现核聚变发电，等离子体得在高温高密度的环境里待够久，也就是说，得能“攒住”能量一段时间。要是能维持较长时间的这种状态，聚变反应就能稳稳当当地进行，能源就能源源不断地产出。所以，等离子体的温度、里面的粒子有多密，还有它能攒住能量的时间，这三样东西乘在一起，得超过一个标准数，这样才能有效产出聚变能量，让核聚变一直进行下去。这个乘积有个名字，叫“劳逊判据”，是判断核聚变能不能自己维持并产出多余能量的一个关键指标。
另外，Q值（品质因数）是评估核聚变反应好不好用、划不划算的关键指标。虽然要达到劳逊判据才能让核聚变启动起来，但要想真的用它来赚钱，光这个条件可不够。重要的是，聚变反应得能产出比维持它运行所需还要多的能量，这个产出的能量和投入的能量之间的比例，我们就叫它Q值。Q值越大，说明核聚变反应就越给力。当Q值超过1，就表示聚变反应产生的能量超过了喂给它的能量。不过，要是产出效率慢悠悠的，成本又高得吓人，那还是没法拿来做生意。大家普遍认为，一个能赚钱的聚变反应堆，Q值至少得达到10才行。要是理想一点，Q值能一直往上涨，那就意味着系统只要“点一次火”，放出的能量就足以让核聚变自己转起来，不用再加外部能量了。在聚变燃料里，氘和氚的组合算是最好搞定的，所以用得最广。当然，除了氘和氚聚变，还有氘和氘聚变、氘和氦-3聚变、质子和硼-11聚变等等。但从物理性质上看，氘和氚聚变碰头的机会更大，也就是说，在同样的温度和密度下，它们更容易撞在一起合成新的原子核；从技术上说，氘和氚聚变需要的点火温度也就1亿摄氏度左右，比其他聚变反应要容易达到多了。根据FIA在《2024年全球聚变产业报告》里的调查，到2024年中，参与调查的搞核聚变的公司里，超过68%都在搞氘氚聚变，这可是现在的主流聚变反应。
核聚变好处多多，既不缺燃料，能量又大，还干净安全，被认为是人类梦寐以求的终极能源。它的燃料氘，海里多的是，每升海水里就有那么一点点，加起来地球上总共有好几十万亿吨呢。氚虽然自然界里没有，但我们能用中子和锂造出来，锂这东西地壳和海里都不少。所以说，聚变燃料几乎是用不完的，以后很可能成为全球能源的大头。再说能量，核聚变那点燃料释放的能量，比其他能源可强多了。比如说，一个100万千瓦的电站一年要用的燃料，烧煤得200万吨，烧油得130万吨，核裂变得30吨铀氧化物，但核聚变只要0.6吨氘就够了。还有啊，核聚变干净得很，它产生的就是无害的氦气，既不产生高辐射、长寿命的核垃圾，也没有有毒气体或温室气体。最重要的是安全，核聚变得在高温和上亿度的磁场里才能进行，条件苛刻得很。要是反应堆有问题，反应立马就停了，不会像核裂变那样“失控”。这样一来，安全就有保障了。
让聚变能变得可用，磁约束是个好办法，而托卡马克就是最常用的那种设备。
核聚变有三种主要的管住方法：靠引力拉住、靠惯性稳住和用磁场圈住。等聚变条件满足了，还得想办法管住那些超高温的聚变物质，让它们能稳稳当当地运行，也就是让聚变反应时间变得更长，这样才能一直产出核聚变能。在核聚变时，燃料得加热到上亿摄氏度，这么高的温度，只有用特殊的管住技术，才能管住这些热核聚变燃料。总的来说，管住可控聚变有三种路子：引力（也就是重力）管住、惯性管住和磁场管住。
恒星内部的核聚变主要靠引力把物质拉在一起，但在地球上我们做不到这点。恒星因为超级重，引力也大，能把氢原子核这些紧紧吸住，让原子核能靠得够近，在高温高压下聚变。这靠的是恒星自身的重量，天然的热核反应炉，但我们造不出那么小又那么重的东西，所以现在还没法在地上建引力约束的核聚变装置。另一种方法是惯性约束，靠粒子的惯性来搞核聚变，得用好多能量，还得控制得特别准。这方法通常是用高能量的激光或粒子束把燃料加热压缩成等离子体，利用它自己的惯性，在极短时间里不让它散开，压到高温高密度，就能聚变了。这种约束时间很短，需要的能量大，控制也复杂，像美国的国家点火装置和中国的神光系列，都是研究惯性约束核聚变的大设备。
磁笼锁聚变能，稳当又靠谱，是现在搞定聚变能源的好路子。想象一下，磁场就像一条条轨道，带电粒子爱沿着它跑，不容易乱跑出界。磁笼聚变就是把燃料加热到超级高温，热到全变成等离子体态，就是一堆离子和自由电子。然后，用特别设计的磁场，把这堆热腾腾的等离子体圈在个小空间里，让它们乖乖地聚变，放出能量。加强磁场，还能让粒子不乱窜、不散热，保护容器不被高温烧坏。磁笼聚变因为稳、技术牛、实施起来也不难，所以在可控、省钱、商用这些方面，比其他方法都更胜一筹。到 2024 年 11 月，全球 159 个聚变项目里，超过 60%，也就是 102 个，都是用磁笼法的托卡马克或仿星器装置。
托卡马克装置，它靠的是磁约束的原理，现在在核聚变研究里越来越火。说到磁约束，其实还有好多别的装置，比如磁镜、仿星器、球形托卡马克、直线箍缩、环箍缩等等。但托卡马克特别厉害，它能很好地把等离子体管住，保持稳定，而且造起来不难，用起来也方便。这么多年研究下来，技术已经很牛了，实验也成功了好多次。再加上很多国家一起合作，研究基础很扎实，所以现在托卡马克成了核聚变研究的主角。托卡马克这个名字是苏联科学家在50年代想的，是从俄语里几个词拼出来的，意思是环形真空室里的磁线圈。因为它能让等离子体电流转起来，所以也有人叫它环流器。托卡马克长得就像个甜甜圈，中间有个环形真空室，里面有个铁芯变压器，一变电就能产生磁场，让真空室里的等离子体热起来。真空室外面还有好多线圈，能产生不同方向的磁场，再加上真空室里等离子体电流产生的磁场，一起形成了一个螺旋状的磁场，把等离子体稳稳地关在真空室中间。
托卡马克装置已经被实际试验证明是可行的，并且现在看来它最有可能率先走进商业领域。上世纪90年代，欧盟的JET、美国的TFTR以及日本的JT-60这三个大型的托卡马克装置，在磁约束核聚变的研究上取得了不少重要突破。它们成功地将等离子体加热到了4亿4千万度，这个温度已经远远超过了氘氚反应所需要的点火温度。在氘氚粒子比例1:1的实验中，脉冲聚变的输出功率超过了16.2兆瓦，而且聚变输出的功率与外部输入的功率之比，也就是Q值，等效地超过了1.25。这些成功的实验，初步表明了用氘氚进行磁约束聚变作为核聚变反应堆是可行的，同时也显示托卡马克装置最有可能率先实现聚变能的商业化。
托卡马克装置有五大核心组件：真空室、磁体、包层、偏滤器和真空杜瓦，还有其他辅助系统，比如真空、低温、氚增值和电源诊断系统。这些组件各有各的用处：真空室：它像一个环形的大房子，里面超级真空，这样等离子体就能自由飘荡，不会碰到东西而降温。同时，真空室还负责撑起整个装置。磁体系统：它是由好多线圈绕成的，特别是那个大大的环形线圈和中间的螺线管，它们制造出超强的磁场，把等离子体稳稳地托住，不让它乱跑。边上的线圈还能调整等离子体的位置，让它乖乖待在中心。包层模块：它贴在真空室里面，主要是隔热和防辐射，保护其他部分不被等离子体的高温和中子辐射伤害。以后，它还能帮忙造氚。偏滤器：它就在装置的底下，像个“垃圾桶”，专门收集等离子体里的垃圾和杂质，让环境保持干净，等离子体也能更稳定。真空杜瓦：它是整个装置的外套，给里面保温，让一切都运行在正常温度。同时，它也帮忙撑起整个装置。
聚变-裂变混搭堆把聚变和裂变的优点合在了一起，也有着商业化的前景。这种混搭的核反应方式，就是一边搞聚变，一边搞裂变，既能造核燃料，又能发电。它是个次临界能源堆芯，主要思路是利用氘-氚聚变反应堆产生的高能中子，去让聚变反应外的铀-238或钍-232（这些通常被看作核废料）这些不容易裂变的材料裂变。裂变后产生的钚-239或铀-233，在热中子作用下会再次裂变，放出大量能量和中子。这些能量以热的形式导出用来发电，而中子则和锂-6反应产生氚，补充聚变所需的燃料，实现自给自足。因为所用的裂变材料在热中子区不能自己维持链式反应，所以这种裂变在热堆里不会自己达到临界状态。因此，聚变-裂变混搭堆在安全、经济、能源利用和环保上都很有优势，现在被认为是商业化潜力很大的堆型之一，也被看作是纯聚变堆之前的“过渡”堆型。现在国际上主要的混搭堆项目有中国的“星火一号”、Z箍缩驱动聚变裂变混合能源堆（Z-FFR），还有韩国的聚变嬗变反应堆（FTR）等。
【世界各国积极探索，商业化渐行渐近】
全球各国都在努力摸索，现在已经到了检验工程是否可行的关键时期。
托卡马克装置已经证明了可控核聚变在科学上能行得通，现在正进入实际工程验证的阶段。核聚变这个行业的发展啊，可以分成五步走：先从科学理论开始，然后验证科学可行性，接着是工程可行性，再往后就是商业可行性，最后就是建商业堆了。从1934年澳大利亚的物理学家奥利芬特第一次让氘和氘核聚在一起反应开始，几乎每个工业国家都建了自己的聚变实验室。到了20世纪50年代中期，苏联、英国、美国、法国、德国和日本这些国家都有了核聚变装置在运行。在这些装置上做的实验，让科学家们对聚变过程有了更深的认识。1968年，苏联取得了大进展，他们用托卡马克装置达到了以前从未有过的高温，等离子体也被约束了更长的时间。从那以后，托卡马克就成了研究磁约束核聚变的主流设备，世界各地建起了越来越多的托卡马克装置。一直到了20世纪90年代，欧盟的JET、美国的TFTR和日本的JT-60这三个大托卡马克装置在研究中取得了好多重要成果，像是等离子体温度升到了4.4亿度，脉冲聚变输出的功率超过了16.2兆瓦，聚变输出的功率和外面输入的功率之比Q值也超过了1.25。这些实验的成功，都证明了用氘氚的磁约束聚变作为核聚变反应堆，在科学上是可行的。
ITER 是全球顶尖的国际热核聚变大实验合作项目，目的是试试用磁力把核聚变能量管住，看能不能真的用起来。这个 ITER 计划，也就是国际热核聚变实验堆计划，是 1985 年美苏两国老大提出来的，国际原子能机构也给了支持，是个大家一起干的超级大项目。实验的地方在法国南部，ITER 的梦想就是要把从等离子体实验里学到的东西，变成能大量发电的核聚变电厂。等 ITER 建好了，它就是世界上最大的托卡马克装置了。ITER 的科研大任务分两步：第一步，先试着用感应的方法，让等离子体的聚变能量超过 500 兆瓦，效率 Q 值超过 10，能稳定烧 500 秒；第二步，再用非感应的方式驱动等离子体电流，让聚变能量超过 350 兆瓦，效率 Q 值超过 5，能持续烧 3000 秒，还要研究怎么让等离子体稳定烧。如果条件允许，还想试着让效率 Q 值超过 30，看看能不能稳定地点火烧起来。ITER 项目要是能把这些科研目标都实现了，那以后建商用聚变堆就更有底气了。
ITER 计划是由中国、美国、俄罗斯，还有欧洲等七个地方一起联手搞起来的。参加 ITER 的国家有中国、欧盟（代表是欧洲原子能共同体 EURATOM）、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国，这七个国家在 2016 年一起签了 ITER 协议，说要一起出钱来建、运行还有以后不用了拆了这个项目。而且，大家还能一起用实验结果，还有建造、施工、运行时弄出来的知识产权。这里面，欧洲出的钱最多，建造成本里他们占了 45.6%，剩下的部分由中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国来平分，每个国家都拿 9.1%。
ITER 现在还在建呢，因为遇到技术难题，所以进度慢了，预算也超了。它从 2010 年就开始打地基了，本来想在 2025 年搞定建设，开始等离子体试验，到 2033 年能让等离子体全面流动起来。但 ITER 理事会 2024 年 6 月公布的新时间表说，因为新冠疫情和技术上的难关，建设又要往后拖了，得等到 2034 年才能开始研究操作（就是 SRO），氘-氚反应也要到 2039 年才行，比原计划晚了 4 年。再说预算，一开始 2001 年设计的时候，说总共要花 50 亿欧元，结果设计一改再改，施工成本也往上涨，现在预算已经飚到 200 亿欧元了。
除了托卡马克，激光惯性约束和仿星器这两条技术路子也进步挺大。在加入ITER计划的同时，各国还自己搞研究。像中国的EAST和HL-2M，美国的TFTR和NIF，德国的W7-X，还有欧洲的JET，都是挺有名的可控核聚变研究装置。根据IAEA的数据，到2024年11月，全球已经有159个聚变装置了，其中100个在运行，14个在建，还有45个在规划。在这些装置里，除了托卡马克，激光惯性约束和仿星器也表现不俗。比如美国的国家点火装置NIF，它是全球最大的惯性约束聚变设施和激光装置，2009年2月由劳伦斯利弗莫尔国家实验室建好。2022年12月，NIF首次成功点火，还实现了净能量增益，输入2.05兆焦耳能量，输出了3.15兆焦耳。2023年，它又连着三次点火成功，不断刷新净能量增益的记录。还有德国的Wandelstein X-7，也是世界上最大的仿星器之一，2015年10月建好，2023年实现了1.3吉焦耳的能量周转，放电持续了8分钟，创了新纪录。
咱们国家在可控核聚变方面的研究和世界其他国家齐头并进，并且在某些技术上，咱们已经走到了世界的前头。
我国在20世纪50年代就开始研究核聚变，跟世界其他国家差不多时间。早在1955年，像钱三强、李正武这些特别有眼光的科学家，就提出咱们国家应该研究“可控热核反应”，想办法和平利用核聚变产生的能量。到了1958年，北京401所（现在叫中国原子能科学研究院）和中科院物理所这些科研机构，就开始研究用磁场控制核聚变，造出了好多种装置，比如脉冲磁镜、仿星器、角向箍缩装置和托卡马克等。1972年，看到苏联的T-3托卡马克装置，合肥的中科院物理所也开始建小型托卡马克装置，起名叫CT-6，意思是“中国的托卡马克”。总的来说，从50年代到80年代，我们主要是研究理论，还有尝试不同的技术方法，可以说是“小范围多尝试”的初步摸索阶段。
从80年代起，我国在核能发展上有了个“三步走”的明确计划，聚变能源的研究就开始迅速成长。1983年，国家计委和科技委一起开了个会，商量核能发展，头一回提出了“热堆、快堆、聚变堆”这三步走策略。有了这个方向，我国的聚变研究就像坐上了火箭，越跑越快。到了1984年，四川乐山建起了中国环流器一号（HL-1），这可是咱们核聚变研究的大事件，标志着我国有了第一个大型科研装置。之后，咱们又建了好几个“第一”，像超导托卡马克装置HT-7、有偏滤器形状的中国环流器二号A（HL－2A），还有全球首个全超导非圆截面的托卡马克装置——东方超环（EAST）。进了21世纪，我国在核聚变上不断取得新成绩，现在已经有能力带领全球核聚变发展了。这么多年下来，咱们在核聚变领域可是收获满满，研究水平在国际上都算得上是顶尖。特别是EAST装置，从2006年开始运行，到现在已经让等离子体跑了15万多回，一次次刷新了托卡马克装置的高约束模运行纪录。从2012年的30秒，到2016年的60秒，再到2017年的101秒，2023年更是达到了403秒，预计2025年能达到1066秒，一直保持着国际领先。还有，中国环流三号（HL-3）在2023年8月25日也宣布了个大新闻，它在100万安培等离子体电流下，首次实现了高约束模式运行。不光是国家在努力，像能量奇点、新奥集团、星环聚能这些民营企业和民间资本也开始加入可控核聚变的开发，咱们国家在可控核聚变的研究上，真的是越跑越快了。
现在核聚变这行，西物院和等离子体所已经带了头，不少商业公司也都积极参与进来了。说到我国的核聚变研究，那就得提核工业西南物理研究院和中科院等离子体物理研究所这两个大佬级的科研机构，它们都是我国最早开始研究可控核聚变和等离子体物理的专业单位。靠着“中国环流系列”和“东方超环（EAST）”这两个大项目，它们一直在推进核聚变的基础研究和技术创新。而从2020年开始，国内又冒出了一堆商业公司，比如聚变新能、中国聚变能源、新奥能源、能量奇点、星环聚能这些，它们都融到了好几亿的资金。这些公司大多是高校和科学家在背后支持，走的是“科研院所+商业公司”的合作路子，以后靠着它们灵活的市场手段和创新精神，说不定能在核聚变技术的应用和商业化上大放异彩呢。
中国按照自己国家的情况，规划了磁约束聚变能的发展蓝图。为了让可控聚变核能早点进入市场赚钱，我们要好好利用现有的托卡马克设备和资源，为此设计了一份适合中国国情的发展路线图。这个发展计划分三步走：第一步，我们打算在2025年前启动中国聚变工程试验堆的项目，并开始建造；第二步，到2035年，要建成这个试验堆，进行调试和物理实验；第三步，到2050年，建成能赚钱的商用聚变电站。这里面，CFETR要攻克ITER和DEMO之间的很多技术和科学难题，比如怎么让氘氚聚变等离子体稳定工作，怎么增殖、循环和自给自足公斤级的氚，还有怎么找到能长时间耐高温、耐中子辐射的第一壁和先进的偏滤器材料。现在，合肥的国家科学中心正在建“十三五”的大科学设施——“聚变堆主机关键系统综合研究设施”，这个设施将专门研究聚变堆主机的关键系统，打造国际一流的开放测试和研究中心，这将帮助我们掌握未来聚变堆的关键工程技术。
CFETR这个项目，就是为了给以后的示范堆和商业堆建设攒点工程技术上的经验。咱们自己研发，还有国际合作的那个中国聚变工程试验堆（CFETR），2017年12月5号在合肥开始搞工程设计了，打算到2035年建成个实验堆。这个CFETR啊，能学到不少东西，以后建DEMO示范堆和商业堆都得靠它。它这个装置啊，大的那边半径有7.2米，小的那边半径2.2米，得分两步来运行。头一步，想达到50到200兆瓦的聚变功率，聚变增益1到5倍，氚增值率还得超过1.0，中子辐照效应大概10dpa。第二步呢，聚变功率得超过1吉瓦，聚变增益超过10倍，中子辐照效应50dpa左右，这时候就得验证托卡马克 DEMO了。
合肥正在打造一个全球头一个紧凑型的聚变能试验设备。这个设备，全名叫做燃烧等离子体实验超导托卡马克（BEST），是EAST的升级版。它的目标是让核聚变能源更便宜、更实用，并且首次尝试用聚变能来发电。这个项目的总面积大约有16万平米，建筑占地差不多15万平米。工程现在正在热火朝天地进行中，中科院等离子体物理所的所长宋云涛预测，到2027年，这个项目就能建成，它将会是世界首个紧凑型聚变能试验设备，让聚变能技术从实验室迈向实际应用。
咱们国家也在积极发展聚变-裂变混合能源堆。这个想法，得追溯到2008年，中国工程物理研究院的彭先觉专家首次提出了Z箍缩驱动聚变裂变混合堆（简称Z-FFR）。Z-FFR的好处是聚变能量用得少，中子却更多，可能一下子解决好多关键问题，比如聚变氚自给自足、提高聚变效率、抵抗辐射损伤、裂变燃料增殖、处理超铀元素等。经过多年研究，2021年，“电磁驱动大科学装置”项目在四川得到批准，花了50亿来验证Z箍缩聚变的点火是否可行。根据计划，我们打算在2035年建个1000兆瓦电功率的Z箍缩聚变裂变混合堆，2040年演示发电，然后推向市场。另外，江西也在搞混合堆项目。2023年11月12日，江西省政府和中国核工业集团签了合作协议，江西联创光电超导应用公司和中核聚变（成都）设计研究院打算联手，用新技术建个聚变裂变混合实验堆，目标是Q值超过30，连续发电功率达到100兆瓦。项目打算放在江西，总投资预计超过200亿。
最近几年，好政策一个接一个，大家都齐心协力推动着可控核聚变往前走。为了达成“双碳”目标，从中央政府到各个地方政府都在想办法，出台了不少政策来帮忙可控核聚变的研究和发展。国务院有个《2030年前碳达峰行动方案》，里面就说了得加把劲儿搞可控核聚变技术。还有国家发改委、国家能源局的那个《“十四五”现代能源体系规划》，也特别提到了，说前期的受控核聚变研发，咱们得支持。
超导、人工智能这些新技术不断取得新进展，让可控核聚变的商业化步伐越来越快。
超导技术能让聚变能源的利用率和产出大大提高。磁约束聚变得靠磁场来管住高温的等离子体，所以在那种又热压力又大的环境里，磁体材料的性能就非常关键了。以前托卡马克用的磁体材料是铜做的，这种材料在电流很大时会发热，浪费很多能量，用的电甚至比聚变产生的电还多。而且，要给铜线圈降温，还得用上特别大的冷却系统，这就让磁约束核聚变没法长时间稳定运行。但超导体就不一样了，它没有电阻，还能承受更大的电流，这样就能做出更小、磁场更强的聚变装置，让聚变反应能更稳定地长时间运行，能源利用率和产出也就上去了。到了20世纪后半段，科学家们就开始把超导技术用到托卡马克上了。1979年，苏联造出了世界上第一个低温超导托卡马克装置T-7，给聚变领域引入了超导磁体技术，它的磁场系统有48个超导线圈，给后来的聚变装置设计和运行帮了大忙。我们中国按照T-7的样子，造出了第一个超导托卡马克装置HT-7，从1994年跑到2012年，等离子体放电了14万多次。虽然HT-7只有磁场部分是超导的，激发等离子体的中心螺管磁体和控制等离子体的极向场磁体还是铜的，但它在2008年还是连续400秒实现了1200万℃的高温等离子体运行，创造了当时的放电时长纪录，证明了超导材料在托卡马克装置里有多好用。之后，各国都开始计划造全超导的托卡马克装置。2006年，中国等离子体物理研究所自己研发建成了世界上第一个全超导托卡马克实验装置EAST，这标志着聚变能发展进入了全超导托卡马克的新时代。
高温超导新材料让核聚变商业化看到了新希望。这些年，像稀土钡铜氧这样的高温超导材料，在生产能力和性能上都进步飞快，开始在磁体领域大展身手。跟以前的低温超导材料比起来，稀土钡铜氧不仅耐高温、更稳定，而且磁场再强，它也能保持很好的导电性，所以在核聚变领域特别受欢迎。用上这种材料，聚变装置的磁场更强、性能更好，还能做得更小、更便宜，研发成本和技术门槛都大大降低了，聚变装置的设计也就更紧凑、更高效，商业化就更有戏了。美国麻省理工学院的研究团队在《IEEE 应用超导汇刊》上发表了6篇论文，说他们用新型高温超导磁体，把可控核聚变装置托卡马克做得又小又便宜，只有原来的1/40，还经过了严格的测试。现在，全世界都在研究高温超导材料在核聚变上的应用。基于稀土钡铜氧这种二代高温超导材料，有个叫SPARC的小型聚变实验堆，设计聚变功率超过50MW，聚变增益超过2，磁场强度12T，但等离子体大半径只有1.65m，体积才11m2，跟EAST差不多，只有ITER的1/80。2024年6月18日，上海的聚变能源商业公司能量奇点宣布，他们设计、研发和建造的洪荒70装置成功放电了。这是全球第一个全高温超导托卡马克装置，也是第一个由商业公司研发的超导托卡马克装置，意味着我国在全球率先验证了高温超导托卡马克的工程可行性。
人工智能在搞定数据、预测未来、实时指挥上很拿手，现在正成为让核聚变研究更快进步的关键帮手。托卡马克聚变装置里，最难的就是管好里面的等离子体。好在，随着人工智能越来越厉害，它在核聚变研究里也越来越有用，从分析数据、模拟预测，到控制反应，人工智能给核聚变研究带来了翻天覆地的变化。几个常用的场合包括：
数据分析和找规律：核聚变实验会产生一大堆又杂又乱的数据，但有了AI和机器学习算法，我们就能轻松搞定这些数据。它们能帮我们找到里面的模式和规律，这对了解等离子体的举动特别有帮助，能指出哪些东西会让等离子体不稳定，还能给出办法来控制等离子体，不让它出问题。
AI助力实验预测与模拟：AI像一座桥，连接了理论物理和实验物理。它通过学习过去的实验数据，能很快预估核聚变实验的可能结果，这样实验时间就短了，研发花费也少了。科研人员能更巧用地利用手头资源，还减少了能源消耗。另外，AI模拟技术给研究人员打造了一个安全的实验预演场所，让他们能提前知道实验可能的结果和会碰上的难题。
核聚变反应堆设计新突破：AI不光能分析预测实验数据，现在还直接参与到反应堆的设计中来。用AI算法，研究人员可以改进反应堆的内部构造、挑选更合适的材料，还有优化冷却方法，这样一来，整个反应堆系统运作更高效、更稳定了。从有想法到做出来，速度也快了很多。
管好核聚变里的等离子体：在核聚变时，得把等离子体的温度、压力、密度还有磁场这些指标都调得刚刚好。AI就像个聪明的管家，一直盯着等离子体的状态，能提前猜到它会怎么变，然后自己动手调整，让核聚变反应稳稳当当的。这样一来，反应更可靠安全了，科研人员也轻松多了。
设备保养与故障预防：AI会一直盯着核聚变反应器的工作情况，再通过分析数据，就能提前知道设备可能会出问题或者性能变差。这样用AI来预防维护，就能少让机器突然停下来，让核聚变反应器运行得更安全，也更省钱。AI在控制等离子体上也进步很大。2022年，Deepmind和瑞士洛桑联邦理工的等离子体中心联手，搞了个深度强化学习的人工智能系统，成功管住了托卡马克里面的核聚变等离子体。到了2023年，Deepmind说他们的新算法让等离子体形状更准了65%，训练时间还少了3倍。2024年2月，普林斯顿等离子体物理实验室的人在《Natural》杂志上说，他们用美国聚变实验的数据训练了一个能预测等离子体不稳定的人工智能，能提前300毫秒知道等离子体要出问题，这样就能早点动手解决。这事儿说明AI在控制聚变反应上确实有两把刷子，但这只是聚变研究进步的一小步。
资本市场上的融资不断打破纪录，私营的核聚变企业数量也涨得飞快。近年来，高温超导技术越来越成熟，这让聚变装置的性能大大提升，成本却不断下降。再加上 AI 技术发展得比预期还要好，让聚变装置的设计和控制变得更高效，可控核聚变的商业化看起来越来越有希望了。这样一来，更多的大学、研究单位和私人资本都想参与其中。聚变行业协会（FIA）的数据说，到 2024 年上半年，全球的私营核聚变企业已经总共融到了 71.2 亿美元，比去年多了 9 亿美元，融资纪录一次次被刷新，参与的公司已经超过 45 家，公司数量涨势很猛。
超过七成的核聚变企业预计在 2035 年前能让核聚变发电并入电网，看来核聚变商业化很有盼头。根据 FIA 新出炉的《2024 年全球核聚变产业报告》里的数据，他们问了 37 家搞商业核聚变的公司，其中有 26 家觉得在 2035 年前能搞定第一台并网供电的核聚变设备。报告里还有个调查，这次问了 35 家公司，结果 19 家认为到 2035 年前，第一台核聚变设备就能达到低成本、高效率的商业化要求了。
【可控核聚变有望带来庞大市场，产业链充分受益】
虽然建造聚变堆和电站要花很多钱，但它们有望开创一个巨大的市场。
可控核聚变电站跟核裂变电站有点像，它也分两块：核岛和常规岛。核岛就像是核聚变电站的大脑，主要负责把核能变成热能；而常规岛呢，就像是把这些热能再变成电能的工厂，它也是核电站里最花钱的部分。
聚变项目花钱多，建个聚变电站更是价格不菲。现在可控核聚变还在刚开始研究的阶段，技术方法和设备规模都不一样，所以花费也有很大差别。不过从已经有的聚变项目投入的钱来看，建个实验堆大概要花几十亿美元。而要建个1000兆瓦的核聚变发电厂，普林斯顿大学的研究人员说，费用大概在27亿到97亿美元之间。另外，咱们国家的核物理专家彭先觉院士研究认为，建一个100万千瓦的磁约束聚变电站，成本可能会超过100亿美元。
核聚变发电站的最大花费在于聚变反应堆，那可是装着大堆磁体的关键部分。Dehong Chen他们给CFETR算了笔账，要是想建个200兆瓦的、全靠超导托卡马克技术的发电站，按照2009年的价格来算，总共要花346亿人民币左右。这里面，聚变反应堆那些核心装置就占了45.7%。再具体点说，反应堆里头那些管着等离子体不乱跑的超导磁体，包括环向的、极向的磁场，还有欧姆加热线圈，它们加起来的费用就占了聚变反应堆的38.9%，也就是整个发电站的17.8%。当然啦，还有一些别的东西也挺贵的，比如第一壁、包层、隔热材料和真空室这些。
从 Neil Mtichell 等人对 ITER 设备和核聚变发电厂 DEMO 的费用分析来看，花费情况和 CFETR 挺像的。在 ITER 设备里，花钱最多的地方是磁体系统、容器里的零件、建筑和真空室，分别占到了 28%、17%、14% 和 8%。
核聚变可能会开启一个巨大的设备市场新篇章。根据国际原子能机构在《2024年世界聚变展望》里的数据，看看现在那些已经安排好的聚变项目，大概2025年到2030年间能有10个项目完工。咱们保守点算，每个项目设备投资大概30亿美元，那接下来五年，这块市场的蛋糕可能有300亿美元大。再到2030年到2035年，预计还有27个项目会建成，设备市场潜力能超过800亿美元。要是核聚变真能实现全面商业化，Ignition Research预测，到2050年，这个市场恐怕得值至少1万亿美元。
整个产业链可能会大大受益，国产关键部件的崛起正努力迈向国际顶尖水平。
按照现在常见的托卡马克装置设置，我们可以把可控核聚变这个产业链分成几个部分：上游是提供原料的，中游是搞技术研发和做设备的，下游则是整机建设和运营的。上游的原料，主要就是像金属钨、铜这样的第一壁材料，还有超导材料以及氘氚燃料这些。中游呢，是整个产业链最关键的地方，要设计和制造包层第一壁、偏滤器、高温超导磁体这些很重要的部件，这些部件得做得非常精确、非常可靠，这样核聚变装置才能安全稳定地运行。下游的整机建设和运营，虽然现在还没能商业化发电，但它是我们研究可控核聚变技术的最终目的和要用的方向。
中国热心加入 ITER 项目，大力促进了国内产业链的进步和技术革新。在 ITER 项目里，中国要提供 18 个采购包的实际物品，像磁体支架、调整磁场线圈、环形磁场线圈导体、极向磁场线圈导体、调整磁场线圈和馈线、磁体馈线体系、第一壁、屏蔽层等关键组件。负责制造和安装这些关键组件，带动了我国在超导材料、特种钢材等重要材料行业，以及精密制造、焊接、组装等先进制造技术的发展，形成了一条比较完善并且具有国际水平的可控核聚变产业链。
第一道屏障和构成这道屏障的材料
第一壁是聚变装置里特别重要的零件，对材料的要求非常高。它就像聚变装置的一层“盾牌”，直接挡在高温等离子体前面，给包层系统和等离子体之间划了道界线，还能挡住等离子体运行时产生的高温。它的主要任务是阻止杂质跑进去污染等离子体，还要迅速把等离子体发出的热量传出去，同时防止突发情况伤害到其他零件，影响人和设备的安全。它工作的地方条件非常恶劣，要承受高温、高热、强粒子流和中子照射等很多考验。所以，第一壁的材料得熔点高、不容易被溅射、留住氚少、导热性好，还得和等离子体合得来。
现在大家很关注的第一壁材料，主要是钨和钨基合金、碳基的东西像石墨那些，还有铍等等。说起来，钨基合金以后很可能会成为聚变堆首选的第一壁材料。说到应用，第一壁材料大概能分成两类，一类是轻一点的，像石墨、硼、锂、铍这些；另一类就是重的，比如钼和钨。而现在研究得最多的，还是钨啊、钨基的那些、碳基材料（就是石墨啊、C/C复合材料这些）和铍，它们各有各的好处。
铍这东西挺特别，原子序数小，导热性好，跟等离子体挺合得来，强度大、弹性足，还不太容易被等离子体弄脏，能吸氧气，中子穿透它容易但散射回来却难。自从它在欧洲的那个大装置JET里大放异彩后，大家都开始留意它了。不过，铍也有短板，熔点不高，容易蒸发，被物理撞击后会掉很多碎屑，抗撞击能力不强，用不久。再加上它有毒，所以在选择上，大家更愿意用碳基和钨基材料。
碳材料很特别：它的原子序数小，导热快，还很能耐高温，不变形，跟等离子体也很合得来，尤其能扛得住托卡马克装置里的一些突发情况，比如等离子体出问题或边缘区域波动。所以，像偏滤器的垂直靶和收集板这些直接碰等离子体的地方，经常会用上碳纤维复合材料。不过，碳材料也有两个大问题，一是容易被溅射，化学反应也快，二是空隙多，容易吸住氘和氚。为了解决这些，研究人员弄出了掺杂石墨和碳纤维加强的新材料，这种材料比老的石墨材料好多了，但跟其他结构材料连起来时还是会有点膨胀不匹配的问题。
钨和钨做的合金很厉害，熔点高、导热快，还不容易溅射和蒸发，氚也留不住。不过，它们也有些缺点，比如会被高原子序数的杂质辐射，而且在低温、再结晶或中子辐射下会变脆。为了解决这个问题，研究人员想了不少办法，比如加点别的金属进去，或者加点碳化物、氧化物来强化，甚至做成复合材料。这样一来，钨里头的颗粒就能帮忙增韧了。可是，这样做加工起来就麻烦了，纳米级的小颗粒也很难均匀分布。不过啊，现在钨和钨合金越来越受欢迎了，特别是用来做第一壁材料。ITER 在 2023 年就决定不用铍了，改用钨。咱们中国的 EAST 也跟着换成了全钨的。所以说，钨和钨合金现在可是最有前途的第一壁材料了。
中国在第一壁材料技术上大步向前，现在已经是全球顶尖水平了。ITER 组织说，中国负责了 ITER 第一壁生产的十分之一，其中中核集团核工业西南物理研究院主导的半原型部件研发，在 2016 年就成功扛住了高热负荷测试，成了全球第一个通过认证的。到了 2022 年 11 月 22 日，ITER 增强热负荷第一壁的首件也造出来了，它的性能比设计要求的还好，可以开始大量生产了。这说明中国已经掌握了“ITER 增强热负荷第一壁”的关键技术。中国的核聚变研究团队不光解决了材料加工、制造和连接技术的难题，还发明了模拟聚变真实环境的氦检漏技术，甚至制定了聚变堆承压部件高温高压热氦检漏方法的国际标准，这都显示了中国在核聚变技术上的硬实力和创新能力，表明中国在全球核聚变科技领域处于领先地位。
等离子体导向器和它的专用材料
偏滤器是核聚变设备里特别关键的一个零件，它工作的地方非常恶劣。偏滤器就安装在真空室的上下部位，它的作用有三个：一是把聚变时产生的能量流和粒子流排出去；二是挡住器壁上的杂质，不让它们去污染核心的等离子体；三是把核聚变过程中产生的氦灰等废物排掉，还能把有用的热量拿来发电。偏滤器还得硬扛强粒子流和高热流的猛烈撞击，还要承受那些逃跑的高能离子的能量，它表面的热量压力比第一壁的平均值要高得多，所以它的工作环境也是相当恶劣。就拿 ITER 的偏滤器来说吧，它包括了穹顶、内外靶板、抽气系统和冷却系统等部分，其中内外靶板是被等离子体打得最狠的地方，也是热压力最大的区域。
偏滤器主要由两种材料打造：一种是直接面对等离子体的材料，另一种是热沉材料。热沉材料的性能好坏，直接关系到聚变堆能不能顺利运行。偏滤器上那块面对等离子体的材料，它所处的环境和第一壁挺像，所以钨基合金就成了最好的选择。咱们国家的EAST装置，偏滤器已经升级换代了三次，用过三种不同的靶板材料。一开始，2006年EAST第一次放电时，靶板材料是奥氏体不锈钢，还没有冷却装置。到了2008年，升级后换成了石墨瓦，还加上了主动水冷装置。再到2014年，EAST偏滤器又升级成了和ITER类似的水冷钨铜穿管型模块。为了让偏滤器在那么恶劣的环境下还能正常运行，现在主要的办法就是在热沉材料里开通道，让冷却剂流过去，把等离子体和偏滤器相互作用产生的大量热量带走，这样偏滤器就能保持在允许的温度范围内，继续在聚变堆里好好工作。所以说，热沉材料的性能对聚变堆的运行至关重要。换个角度看，偏滤器能承受多高的热负荷，就决定了聚变堆能运行的最大功率，而热沉材料的热物理性能和力学性能，就是提高偏滤器耐热负荷能力的关键。因此，铜和铜合金就成了偏滤器热沉材料的首选。要让热沉材料适应聚变堆偏滤器的工作环境，得满足下面这些要求：首先，得导热快；其次，在高温下还得有足够的强度和韧性；再者，得能抗中子辐照；然后，还得长期稳定运行不出问题；另外，还得耐腐蚀，不光是整体腐蚀要少，局部腐蚀（比如晶间腐蚀或气蚀）也得没有；最后，材料里还得少吸收氚。根据过去三十年可控核聚变领域的研究和工程经验，铜合金因为导热快、强度高、稳定性好、抗中子辐照能力强，被认为是聚变堆偏滤器热沉材料的首选，甚至可能是水冷偏滤器热沉材料的唯一选择。
耐热超导线材和高温超导磁铁
磁约束聚变装置里，最关键的就是磁体系统了。这个系统主要负责制造磁场，好让等离子体能被生成、被管住、被操控，是整套设备的重中之重。ITER 的磁体系统分成四大块：环向磁场线圈（TF）、中心螺线管磁体（CS）、极向磁场线圈（PF），还有校正线圈（CC）。这里面，纵向磁场和中心螺线管用的是 Nb3Sn 超导线，这种线重量超过了500吨，加在一起能有10万多公里长呢！
高温超导材料让磁体磁场变得更强，给可控核聚变的商业化带来了新希望。前面已经说过，使用超导体，特别是高温超导，能让托卡马克装置的磁场大大提升，同时还能减少研发的花费和降低技术门槛，有助于可控核聚变更快实现商用。这里说的高温超导，就是那些能在25K以上温度还保持超导的材料，比如铋系的（像Bi2Sr2Ca2Cu3O7-δ，能在110K超导）、钇系的（像YBa2Cu3O7-δ，能在92K超导）还有MgB2（能在40K超导）这些。
高温超导带材现在还在产业起步阶段呢。现在能用的高温超导材料，像铋系和钇系的，都是氧化物陶瓷做的。做这些材料可不简单，得解决它们太脆、氧含量得控制得刚刚好，还有和基底反应等问题，所以价格就不便宜。跟那些已经大规模商用的低温超导不一样，高温超导还在慢慢起步。现在，能造高温超导带材的大公司，数得上的有日本的Super Power、中国的上海超导、韩国的SuNAN这些。说到二代高温超导带材，它就像个多层三明治，大概是从上到下是铜层、银层、超导层、缓冲层、基底层、再银层、铜层这样。不过，不同公司、不同型号的结构会有点小差别。好消息是，可控核聚变的研究越来越快了，这意味着高温超导带材的需求也要涨了。听说美国CFS公司的SPARC装置就要用快1万公里的超导带材，而那个想发电的ARC实验堆，需求可能会到2.4万公里。可2021年全世界才产了3000公里的超导带材。以后，像可控核聚变这样的新技术越来越厉害，高温超导带材的需求就会猛涨，产能也会跟上，价格说不定就降下来了。
【合锻智能】
在高端成形机床成套设备这行当里，这家公司是领头羊，它积极参与可控聚变的研究，为自己开拓了一片新的发展空间。
国内做高端成形机床整套设备很厉害的头号企业，合肥合锻机床股份有限公司，它最早叫合肥锻压机床总厂，从1951年就有了。到了1997年，它变成了合肥锻压机床股份有限公司，然后在2010年又改名叫现在的名字。2014年11月7日，这家公司还在上海证券交易所主板上市了。2016年，它又买了安徽中科光电色选机械有限公司，开始涉足智能分选设备这行，现在主要做的就是高端成形机床和智能分选设备。
现在咱们公司主打的是液压机、机械压机，还有色选机等这些设备。除了卖这些机器，公司还提供聚变堆的核心零件、智能集成控制和新材料等服务。液压机和机械压机啊，在汽车、家电、军工、航天、复合材料、造船、轨道交通、新材料、电子、石化管道这些行业都用得上；而那智能分选设备呢，主要是帮大米、杂粮、茶叶这些大宗原材料分分类，还有处理固体垃圾、矿石、煤炭、水产、果蔬这些新出现的领域也挺拿手。
公司主要靠卖液压机、机压机和色选机赚钱。自2016年开始涉足智能分选设备这行当，这三种产品就成了公司的摇钱树，每年它们加起来的收入都占了绝大多数，差不多有90%或者更多。到了2023年，色选机最抢眼，占了51.78%的收入；液压机也不赖，有35.32%；机压机虽然少点，但也贡献了9.79%的收入。
股权挺集中的，也很稳定。到2024年9月30日，严建文个人就拥有公司30.02%的股份，他是公司的大老板、实际控制人。其他股东的股份都没超过10%，所以说股权挺集中的。严建文先生是个博士、教授，还是博导，他是国务院特殊津贴专家，也是全国政协委员。现在他担任合肥合锻智能制造公司的董事长，还是合肥综合性国家科学中心能源研究院的执行院长。他一直在高端装备制造、复杂尖端制造、企业创新创业和打造企业核心竞争力这些方面使劲钻研，取得了不少新成果。
公司收入一直在慢慢上涨，从 2015 年的 4.82 亿元涨到了 2023 年的 17.66 亿元，每年平均涨了 17.62%。但到了 2024 年，因为市场竞争太激烈，可能要迎来第一次亏损。说到赚钱情况，之前因为产品种类和汽车行业的关系，公司赚的钱时多时少，2023 年赚了 0.17 亿元，比去年多了 27.02%。不过，根据 2025 年 1 月 18 日公司发布的预告，2024 年可能要亏 7,000 万元到 9,500 万元，这是上市以来头一回。为啥会这样呢？一是汽车行业竞争太激烈，公司为了保住市场，主动降价，导致高端机床赚的钱少了；二是公司比较小心，提前准备了一些存货等资产的减值。
最近几年，液压机和机压机的赚钱能力弱了不少，公司赚钱压力大了。因为新能源汽车这行不太景气了，竞争也更激烈，产品卖得便宜了，所以液压机和机压机的利润就越来越薄。再加上公司做事比较谨慎，从2022年到2024年前三季度，都计提了不少坏账准备，这让公司的净利润也大幅下滑。到2024年前三季度，公司的整体毛利率是26.02%，比去年少了5.86个百分点，净利率只有0.51%，比去年少了5.50个百分点。
公司开始进军可控核聚变领域，接手BEST项目的重要零件生产。我们专注于高端装备制造，凭借自身优势，加入并帮助创建了聚变产业联盟。在这个联盟里，合肥合锻智能制造股份有限公司是副理事长单位，安徽夸父尖端能源装备制造有限公司则是理事单位。我们的董事长严建文不仅是副理事长，还担任聚变产业联盟的总工艺师，同时也是聚变新能(安徽)有限公司的董事长。在产品开发上，我们参与了聚变堆、真空室、偏滤器等核心部件的前期制造研究。2024年上半年，公司成功中标聚变新能（安徽）有限公司BEST项目的关键零件生产任务，包括真空室扇区、窗口延长段和重力支撑等，合同金额约2亿元，计划在2025年完成交付。
【联创光电】
光电行业的老牌领头羊，用激光和超导技术推动产业快速变新样。
依托江西省电子集团的实力，联创光电是光电器件行业的佼佼者。1999年6月，江西联创光电科技股份有限公司诞生了，它是江西省电子工业局把旗下的一些好资产组合起来成立的，后来在2001年3月，公司就在上交所上市了。一开始，公司是国有控股的，大股东是江西省电子集团，但到了2011年，公司变成了民营企业，完成了非国有制的股份改制。联创光电一直靠科技创新来带动产业升级，走出了一条高端装备、自主知识产权的高质量发展路子。现在，他们的产品线包括大功率激光器件和设备、高温超导磁体及其应用、智能控制部件、背光源及其应用、电线电缆等产业领域，这些产品不光在民用市场上大受欢迎，还进军了军工领域，这都显示了联创光电在光电子这块的深厚功底和全面布局。
公司采取了“勇往直前，有序撤退”的新策略，开始大力进军激光和超导这两个尖端科技领域。刚开始时，公司主要靠卖背光源产品、LED器件、电线电缆这些赚钱。但最近几年，公司采用了“勇往直前，有序撤退”的策略，慢慢改变了业务方向，把发展空间小的特微、电缆、背光源这些业务进行了缩减和优化，把更多精力放到了高科技、难进入、赚钱多的行业上，尤其是激光和高温超导这两个新业务。到现在，公司的业务布局已经变成了以智能控制器、光耦、电缆、LED这些传统业务稳住根基，同时把激光器和高温超导作为两大新动力来推动公司快速发展。
公司产品线正在慢慢转型，背光源和电缆的生意越来越少。这几年，公司一直在努力改进产业布局，业务布局有了大变样。说到赚钱的大头，智能控制产品越来越抢眼，从2020年的40.30%涨到了2023年的61.07%。相反，背光源、应用产品和光电通信缆的生意就惨了点，背光源及应用产品的占比从2020年的34.29%掉到了2023年的26.94%，光电通信缆更是从16.70%降到了4.86%。
公司股权挺稳固的。到2025年2月5日为止，江西省电子集团手里握着公司20.81%的股份，是咱们的大股东。伍锐先生呢，他通过拥有江西省电子集团的股份，间接地管着公司，算是咱们的实际老板。
业务转型初见成效，赚钱能力增强，尽管总收入少了些。从 2020 年公司提出“有进有退，进退有序”的策略后，那些不太赚钱的业务慢慢被放弃，公司的总收入就慢慢减少了，但赚钱的本领却越来越强，净利润稳步上升。从 2019 年到 2023 年，公司的总收入从 43.55 亿元降到了 32.40 亿元，平均每年下降 7.13%，但净利润从 1.95 亿元涨到了 3.39 亿元，平均每年增长 14.83%。到了 2024 年，这个势头还在保持，前三个季度赚了 24.34 亿元，比去年少了 1.42%，但净利润有 3.35 亿元，比去年多了 5.05%。
赚钱多的业务越做越大，公司赚钱能力越来越强。从 2019 年到现在，公司的赚钱比例和净利润比例一直都在涨。赚钱比例从 2019 年的 11.99%涨到了 2024 年前三季度的 19.00%；净利润比例也从 2019 年的 5.09%涨到了 2024 年前三季度的 15.59%。
联创超导掌握着顶尖的高温超导磁体技术，拥有很明显的优势。他们超导方面的业务主要靠的是2019年成立的江西联创光电超导应用有限公司，到2024年中，公司持有这家公司40%的股份。联创超导是国内能造出15T以上高场磁体的佼佼者，他们已经把磁体技术用在了光伏N型晶硅炉和工业金属热处理上。公司的科学家团队很牛，他们不但实际应用过饼式、螺管、无感、跑道、D型等各种磁体结构，还突破了系列化高温超导磁体技术，并且广泛用在了超导能源领域，技术真的很先进。在可控核聚变这块，联创超导已经设计出了REBCO集束缆线和基于它的高温超导D型磁体。2023年8月，他们造出了百米级的大电流高温超导集束缆线。2024年4月，又成功做出了基于集束缆线的D型高温超导磁体，还进行了低温测试。这个磁体用了新型高温超导材料REBCO，还有创新的集束缆线制备方式，线圈高度超过1米，在液氮温度下能稳定运行超过1.5kA的电流。这是国内第一个用高温超导集束缆线做的D型超导线圈，给紧凑型核聚变堆用大口径高场超导磁体的自主研发帮了大忙。
【西部超导】
在航空航天和可控核聚变行业里，顶尖钛合金和超导材料的带头企业，正推动着这些领域不断前进。
西部超导科技这家公司，它一开始叫西北有色金属研究院超导材料研究所，和ITER项目关系紧密。2003年，它在陕西西安正式挂牌成为西部超导材料科技股份有限公司。早在80年代，这个研究所就开始钻研超导材料，技术功底很扎实。一开始，公司主要做超导材料的研发和生产，给国内填补了空白，还为ITER项目提供了重要材料，是中国参与ITER项目的得力帮手。后来，技术越来越强，市场也越来越大，西部超导不光做超导线材了，还开始搞高端钛合金和高性能高温合金材料。现在，它是中国顶尖的高端钛合金、超导材料和高性能高温合金材料的研发、生产和销售公司。2019年7月22日，公司还在上海证券交易所科创板上市了呢。
国内超导和高端合金行业的领头羊，技术走在世界前列。这家企业的主打产品有超导材料、顶尖钛合金以及高性能高温合金三大类，它们被大量用在航空、医疗、能源、半导体和科研这些高端制造行业。说到超导产品，他们能做 NbTi 锭棒、NbTi 超导线、Nb3Sn 超导线、MgB2 线还有超导磁体等，是国内唯一一个能生产商业化超导线材的，也是全球唯一一个能从头到尾做 NbTi 铸锭、棒材、线材还有磁体的公司。他们自己研发了一整套做低温超导产品的技术，帮咱们国家完成了 ITER 项目的超导线材供应，还能大量生产 MRI 超导线材。高端钛合金方面，他们做的棒材、丝材等已经被商用飞机、军用飞机、航空发动机等关键设备广泛采用，解决了好多高温钛合金和钛铝合金的技术难题，国内这方面之前还是空白呢。高性能高温合金方面，他们突破了 GH4169、GH738 等高温合金的国内应用，HT700 高温合金也通过了超超临界燃煤发电的测试，开始大批生产了。
公司主要赚钱靠的是高端钛合金材料，而超导线材和高温合金材料的收入越来越多。从 2015 年到 2023 年，高端钛合金一直是公司赚钱的大头，但随着超导和高温合金业务的慢慢增长，高端钛合金的收入比例从 2015 年的 82.52%降到了 2023 年的 60.23%，而超导的收入比例则从 2015 年的 10.75%升到了 2023 年的 23.67%。公司现在正从主要靠高端钛合金材料赚钱，慢慢变成超导线材和高温合金材料也一起赚钱的多元化业务结构。
这家公司根基稳固，背后有大树——西北有色金属研究院撑腰，股权结构很牢靠。说到老板，那就是西北有色金属研究院，到2024年9月30号为止，它手里握着公司20.96%的股份，而真正管事的是陕西省财政厅。这家公司手下有不少小兵小将，比如它的亲儿子西燕超导，专门研究超导科技怎么用；还有控股的聚能高合，一门心思搞高性能高温合金材料的研发、生产和销售；聚能装备呢，就是造稀有难熔金属的冶金装备和加工设备的；九洲生物，干的是医疗健康钛材这一行；聚能导线，则是生产卖超导材料的。不光如此，公司还投了聚能磁体，专注做超导磁体的高端装备制造，还有聚能医工，主要做钛合金的医疗器械。总的来说，这家公司在超导材料、高温合金、稀有金属装备和医疗健康这些领域都有涉足。
公司业绩稳稳当当，一直都在往上涨。咱们公司做的东西，像航空航天、核电、医疗这些高端制造方面都用得上，沾了国家支持高端制造和新材料自给自足的光，再加上国产大飞机、航空发动机等项目在搞，还有军工需求也越来越多，公司赚的钱一年比一年多，从2015年到2024年，平均每年增长20.19%。说到赚钱能力，大部分时候咱们都是慢慢变强的，就是2023年因为行业不太景气、材料价格忽高忽低，还有客户需求变了，导致赚的钱少了很多。不过，2024年咱们预计能赚到8.10亿元的净利润，比去年还多了那么一点点，涨了7.64%。
毛利率会跟着原材料价格和下游市场需求的变化而有所起伏，其中钛合金是公司赚钱的主力军。公司主打高端钛合金材料，因此毛利率一直挺高，是利润的大头。不过，原材料涨价，加上超导和高性能高温合金这些赚钱少的产品占比增加，导致整体毛利率有点不稳定。但好消息是，这几年原材料价格稳了，超导和高性能高温合金的毛利率也涨了，公司赚钱能力就慢慢回来了。到2024年前三季度，公司整体毛利率是33.98%，比去年还高了0.78个百分点，净利率也有20.18%，比去年提升了0.43个百分点。
【安泰科技】
我国金属新材料行业的领头羊，专门给可控核聚变设备提供关键零件的大厂。
安泰科技，金属新材料界的领头羊，一直在给国家的发展添动力。这家公司在1998年12月成立，是由中国钢研科技集团（以前的钢铁研究总院）和清华紫光等大佬联手创办的。它的使命就是攻克新材料技术的难关，让咱们的高端材料不再依赖进口。从诞生那天起，安泰科技就围着国家的需要转，接了不少国家级的大项目和科研任务，在非晶带材、稀土永磁、高温合金这些领域都取得了大突破，让外国货没法再独霸市场。到了2010年以后，它又投身到国家的新兴产业里头，比如研发核电的关键材料，攻关氢能储运技术，还承担了国家“可再生能源与氢能技术”的重点任务，帮国家调整能源结构。从2020年开始，安泰科技在半导体、3D打印这些尖端领域也是越做越深，还被列入了国家的“卡脖子”技术攻关名单，给产业链的安全送上了关键的材料保障。作为新材料界的佼佼者，安泰科技的发展历程就是国家科技自强不息的一个缩影，它在军工、新能源、高端装备这些领域，那技术创新和产业转化的本事，真的是没人能替。
专注于高端领域发展，助力国产技术崛起与创新。经过20多年的努力，公司现已拥有“先进材料制品、特种粉末冶金、高端特钢及焊接材料、环保与高科技服务”四大主要业务，支持国家新兴产业发展。这里面，特种粉末冶金材料及制品涵盖难熔钨钼深加工品、特殊制粉、超硬材料工具、金属注射成型等，主要用在航空航天、核电、高端医疗、半导体、新能源汽车及消费电子等领域；先进材料制品则包括稀土永磁制品、非晶纳米晶材料器件、精密合金带材，广泛应用于AI、智能制造、电子信息、新能源汽车、光伏、家电及轨道交通等行业；高速工具钢业务主要为刀具、量具、模具和耐磨工具提供高品质钢材，包括高性能传统、粉末及喷射高速钢。而环保及装备材料业务，则以先进金属过滤材料为主，提供成套过滤净化材料、设备及解决方案，主要服务于航空航天、石化、煤化工、生物化工等行业以及氢能、光伏、核电等清洁能源领域。
公司主打“难熔钨钼”和“稀土永磁”这两大关键领域。一直致力于深入改革、专心做精这两大产业，并追求更好的发展。从公司各业务赚钱的比例上看，从2016年到2024年，公司的业务构成都挺稳定的。特别是特种粉末冶金材料和先进功能材料这两块主力业务，加起来大概占了公司总收入的七成，是公司赚钱的大头。
公司后面有中国钢研的大力支持，股权结构很稳固。真正管事的是国务院国有资产监督管理委员会，它靠中国钢研科技集团有限公司来控制我们公司。中国钢研科技集团是大股东，手里有34.68%的股份。其他的股东，比如一些机构和散户，他们手里的股份都不超过2%，所以股权结构既稳定又集中。
公司的四大主打业务一直在扩大，业绩也稳稳地往上涨。从2019年开始，公司甩掉了那些拖后腿的资产，就开始赚钱了，业绩一路攀升。收入从2019年的47.8亿涨到了2023年的81.87亿，平均每年大概涨了14.4%。净利润也从2019年的1.65亿涨到了2023年的2.49亿，平均每年涨了大约10.93%。不过到了2024年，公司收入是75.73亿，比上一年少了7.5%，这是因为公司卖了安泰环境的股份，这部分就不算在公司的账上了，再加上环保和高科技服务的收入跌了75.81%，还有稀土材料涨价和行业竞争让子公司安泰磁材的收入也跌了。但净利润有3.72亿，涨了49.26%，主要是卖安泰环境工程技术有限公司的股份赚了1.46亿。除掉一些特别的项目后，净利润是2.33亿，涨了5.79%。
公司赚钱能力保持稳定，花钱效率在提高，净利润就慢慢涨上去了。从 2016 年到 2024 年，公司赚钱能力一直都挺稳。在花钱方面，公司管理得更精细了，所以花的钱越来越少，2018 年时费用占了 15.83%，到了 2024 年就降到了 13.51%。因为赚钱能力稳，花钱又少，所以公司的净利润就一路上涨，2024 年时净利润达到了 5.73%，比去年还多了 1.53 个百分点。
我们公司专门提供可控核聚变装置里像偏滤器、包层第一壁这些重要部分的钨铜零件。在2012年5月，我们的子公司安泰中科由安泰科技和中科院等离子体所的合肥科聚公司一起成立。安泰中科是全球可控核聚变设备的关键供应商，能做全系列的钨产品，包括钨铜偏滤器、钨铜限制器、包层第一壁和钨硼中子屏蔽材料等。从2013年起，安泰中科就开始给EAST提供钨铜偏滤器了，是我们国家第一个能做聚变钨铜偏滤器的公司。技术方面，我们有一整套从原材料到成品的技术，全部过程都在公司内部完成，不仅在国内得到认可，还受到了国际客户的称赞，已经为法国的WEST装置和国际热核聚变ITER提供了很多批次的钨铜产品。
#春生四月#?