头豹:全球可控核聚变行业简报:市场洞察:AI对电力需求驱动下,核聚变产业加速VIP专享

1报告标签:核聚变、核能、核反应、反应堆、AI主笔人:马天奇报告提供的任何内容(包括但不限于数据、文字、图表、图像等)均系头豹研究院独有的高度机密性文件(在报告中另行标明出处者除外)。未经头豹研究院事先书面许可,任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容,若有违反上述约定的行为发生,头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标,头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构,也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。www.leadleo.com全球可控核聚变行业简报|2025/032Q1:什么是可控核聚变?核心技术是什么?各国规划情况?图表1:全球主要国家核聚变时间线◼氘储量丰富、氚可人工制备,为各国推进核聚变技术发展提供了长期稳定的燃料保障核能来自原子核内部,通过质能方程释放巨大能量。裂变反应以铀-235为代表,能量密度高,但产生放射性废料,且曾发生重大安全事故(如切尔诺贝利和福岛),加之铀-235储量有限,预计30年内耗尽。相比之下,聚变能是更优方案。目前尚未实现可控核聚变,失控聚变(如氢弹)通过裂变引发聚变,释放巨大能量。氘氚反应释放17.58MeV能量,而氢氧燃烧反应仅释放5.92eV,聚变能量密度是化学能的百万倍。氘D(又叫重氢)半衰期为12.43年,丰度0.016%。在自然界的水分子中约每6,700个中有一个是重水,考虑到地球上丰富的水资源,氘的储量几乎无限。氚T(又叫超重氢)半衰期为12.43年,丰度0.004%。由于超重水较少,所以目前通过中子轰击6𝐿i获得,可以为人类供应300万年。全球各国在核聚变技术发展上采取了不同的策略和时间安排,美国和中国在项目实施和技术验证上有不同的重点和进度,韩国、欧洲和日本则根据合作项目(如ITER)等方面进展制定计划。来源:《WorldwideTimelinesforFusionEnergy》、头豹研究院3Q2:为什么人类要利用核聚变?核聚变相比核裂变的优势?图表2:根据目前探明储量及消费量的可使用年份◼核聚变相比核裂变的优势:能量更高,燃料丰富且无核武器风险;事故和连锁反应风险低,反应易停止;燃料需求少,初期成本高,但会降低;无长寿命核废物,材料可回收核能来自清洁能源:核聚变作为一种清洁能源形式,不产生二氧化碳等温室气体排放,有助于应对气候变化问题。高能密度:核聚变能够释放更多的能量,相比常规核能更高效。“燃烧”一千克氘相当于四千克铀,相当于七千吨汽油或一万吨煤。燃料丰富性:核聚变所需燃料(如氢、氘)相对较为丰富,可以减少对有限资源的依赖。考虑到能源消耗水平的逐年增加,氘可供人类使用几百亿年。替代性强:太阳能、风能、水能等只能作为辅助能源,作为整个社会生产和人类生活所需的基本动力来源目前极难实现。安全性高:一旦发生事故,造成反应的等离子体约束破裂,聚变反应便会终止。因此聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。来源:科普中国、中国科学院、《全球油气勘探形势及油公司动态(2017年)》、ITEROrganization、头豹研究院200130125270050100150200250300石油天然气煤铀4核聚变行业头豹市场简报|2025/03©2025LeadLeowww.leadleo.comwww.leadleo.com400-072-5588Q3:世界核聚变格局是什么状况?落地在什么时间?图表3:美国核聚变电厂建设战略路线◼世界核聚变技术聚焦于中国和美国,两国在核聚变技术发展上有共同目标和不同策略。中国侧重于具体项目的实施和技术细节的验证中国的核聚变研究分为三个主要阶段:前期准备阶段、中期实验阶段和后期商业运行阶段。前期准备阶段(2015年)包括EAST(稳态先进偏滤器位形研究)、HL-2M(先进偏滤器和高参数加热研究)和J-TEXT(破裂控制和基础等离子体研究)等项目。中期实验阶段将建成ITER(2025年,进行D-T燃烧等离子体实验)和CFETR(2030年代,进行工程和示范验证)。最终目标是在后期商业运行阶段实现PFPP(2050年代),达成1GWe并网发电,实现安全可靠高效的核聚变商业应用。◼美国更加注重整体规划和阶段性目标的实现空域美国核聚变电厂建设战略路线分六个阶段推...

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