智通財經APP獲悉,國聯民生證券發佈研報稱,磁約束是實現可控核聚變工程化的有效路徑,其中高溫超導(HTS)託卡馬克技術路線將顯著提升磁體系統價值量。核聚變產業2024-2030年複合增速預計達59.3%,高溫超導材料在磁體應用領域市場份額佔比達49.3%。建議關注高溫超導磁體和帶材相關企業,包括西部超導(688122.SH)、上海超導等國內龍頭企業,以及國際領先的ASG Super conductors等公司。
國聯民生證券主要觀點如下:
磁約束是實現可控核聚變工程化的有效路徑
實現可控核聚變約束有三種途徑,即磁約束、引力約束、慣性約束,磁約束是實現可控核聚變的有效路徑。目前磁約束方案裝置類型主要有磁鏡、仿星器、託卡馬克,託卡馬克實驗參數明顯、技術路線清晰、規模化工程可行性高。磁體是託卡馬克核心裝置之一,託卡馬克線圈結構主要包含環向場線圈(TF)、中心螺線管(CS)、極向場線圈(PF)、校正線圈(CC)。
從銅基到高溫超導材料,託卡馬克裝置不斷升級
磁約束聚變裝置,磁場越高約束約強,聚變功率與磁場強度的四次方成正比,要實現強磁場需要超導技術,超導材料具有零電阻效應,能承載電流密度更高,實現更強磁場。早期託卡馬克使用銅基磁體,主要爲無氧銅(OFC)材料如TFTR、JET裝置。1970年代末期,隨着材料突破,低溫超導(LTS)項目陸續推出,如T-7、EAST、ITER項目。高溫超導(HTS)爲未來趨勢,REBCO材料具有更高的臨界溫度和熱穩定性,ST25證實了高溫超導託卡馬克裝置可行性,SPARC項目準備建成高溫超導託卡馬克。
低溫超導已商用,高溫超導是趨勢
超導材料具有零電阻、完全抗磁性、量子隧穿效應三大基本特性,可以實現大電流輸運、產生強磁場。依據臨界溫度不同將超導材料分爲低溫超導、高溫超導,低溫超導代表材料主要爲鈮合金材料如NbTi和Nb₃Sn,高溫超導代表材料主要是BSCCO和REBCO。高溫超導應用領域多樣,高溫超導材料其應用領域市場份額佔比最高的爲磁體49.3%,其中磁體主要應用於可控核聚變佔比38%。
高溫超導託卡馬克中磁體價值量提升
高溫超導託卡馬克具備臨界溫度提升、裝置緊湊化、小型化、高場強等優勢,單項目成本不同,低溫託卡馬克以ITER項目來看磁體系統佔比28%,高溫託卡馬克以ARC項目爲例,磁體系統成本爲46%,從低溫到高溫磁體成本佔比明顯提升,價值量更大。核聚變產業提速,單臺託卡馬克對高溫超導材料需求幾千公里到幾萬公里,行業需求量明顯提升,2024-2030年複合增速預計爲59.3%。
關注磁體和超導帶材公司
高溫超導託卡馬克技術路線需要高溫超導磁體和帶材,目前主流技術包括低溫超導材料(NbTi/Nb₃Sn)和高溫超導材料(REBCO/Bi-2212),低溫超導磁體公司國外主要有ASG Super conductors、SIGMAPHI等,國內主要爲西部超導等,高溫超導帶材公司國外主要有FFJ、古河電工等公司,國內主要有上海超導、蘇州新材料研究所等。
風險提示:核聚變項目審批招標進度不及預期;核聚變科研路線研發進度不及預期;超導材料市場競爭風險。
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