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电新行业:可控核聚变新阶段迈向终极能源第一步-250613(46页).pdf
托卡马克产业链成本:磁体占20%-50%,真空室/偏滤器/包层央企主导民企细分突围|东吴证券
东吴证券拆解托卡马克成本结构:低温超导磁体占20-28%(ITER)、高温超导磁体升至50%(SPARC/能量奇点);真空室三大件12-15%、包层偏滤器5-10%。西部超导占国内超导磁体订单90%+,国光电气/安泰科技布局偏滤器,爱科赛博/许继电气供应电源。
 2026-07-27
 电力行业
 46页
14张图表
数据来源:
电新行业:可控核聚变新阶段迈向终极能源第一步-250613(46页) 查看报告
东吴证券研究报告对托卡马克装置的成本结构与产业链进行了系统拆解。低温超导托卡马克中磁体系统占比20-28%(ITER为28%)、真空室三大件12-15%、包层偏滤器5-10%、电源系统8%、加热系统7%。高温超导托卡马克中磁体系统占比大幅提升至约50%(SPARC项目20亿美元中10亿用于磁体)。产业链核心系统多由央国企承担,民营企业聚焦细分领域,西部超导占国内超导磁体订单90%以上,国光电气、安泰科技等在偏滤器领域形成优势。

磁体系统——成本占比最高,高温超导路线占比持续提升

磁体是托卡马克装置中成本最高的部件。低温超导托卡马克(ITER)磁体系统占比约28%,主要由铌锡(Nb3Sn)与铌钛(NbTi)超导线圈构成。国内CFEDR低温超导装置磁体占比约20%,其中环向场线圈成本占比最高(12.99%)。高温超导托卡马克磁体占比大幅提升——SPARC项目20亿美元总投资中10亿用于高温超导磁体,占比50%;能量奇点洪荒170环向场磁体和结构占比34.23%、极向场磁体和结构9.33%,合计约44%。

高温超导磁体(YBCO等)工作温区为液氮温区(77K),临界磁场强度>30T,制冷能耗低、工程复杂度简化。低温超导(Nb3Sn/NbTi)工作温区为液氦(4.2K),临界磁场约15T,制冷成本极高、系统复杂。高温超导磁体将托卡马克线性尺寸缩小至1/4-1/3、体积缩小至1/40,推动装置小型化和成本下降,是未来发展方向。当前高温超导带材成本约20-50元/米(目标5元/米),仍有较大降本空间。

三大件与核心部件——真空室、偏滤器、包层

真空室、冷屏、杜瓦被称为托卡马克“三大件”,占低温超导装置总成本约12-15%。真空室为等离子体提供高真空约束环境,主要材料为不锈钢或铁素体马氏体钢,需耐受高能中子辐照。真空杜瓦(低温恒温器)为外围高真空容器,为真空室与超导磁体提供超低温环境并支撑整体结构。CFEDR中隔热层占真空室成本的7.28%。

偏滤器位于真空室底部,承担聚变产物杂质控制与热量耗散功能,主要材质为钨、石墨、铜及合金,其内外靶板是受等离子体轰击最激烈的区域、热负荷最严苛。包层模块覆盖真空室内壁,承担氚燃料自持、能量增殖(聚变能转化为热能)和辐射屏蔽三大核心功能,第一壁直接承受等离子体热负荷与中子辐照。CFEDR中包层系统占2.75%、偏滤器仅占0.49%,成本显著低于核心系统。

产业链分工——央企主导系统集成,民企细分领域确立优势

可控核聚变产业链呈现“关键系统以国家队为主、民企细分领域确立优势”的格局。磁体系统方面,西部超导承担国内超导托卡马克90%以上磁体订单,覆盖ITER、EAST、BEST等项目。联创光电布局高温超导磁体、精达股份通过上海超导供应高温超导带材。偏滤器与第一壁方面,国光电气已中标BEST偏滤器、安泰科技参与ITER和EAST偏滤器核心部件制造。

真空室方面,合锻智能中标BEST真空室部件、上海电气参与ITER真空室制造。聚变电源方面,爱科赛博承担EAST磁体电源、许继电气中标BEST PF磁体电源。阀门及配套方面,纽威股份供应ITER阀门、江苏神通布局核聚变阀门、王子新材子公司供应BEST电容器。整体来看,央国企主导磁体、真空室等核心系统总成,民企在偏滤器、电源、带材、阀门等细分领域形成差异化竞争力,核心供应商将持续受益于25-27年装置建设密集招标。
托卡马克成本拆分与产业链核心供应商
系统模块低温超导占比高温超导占比核心供应商
磁体系统20-28%(ITER 28%)约50%(SPARC)西部超导、联创光电、精达股份
真空室三大件12-15%(CFEDR 14%)约5%合锻智能、上海电气、航天晨光
包层与偏滤器5-10%国光电气、安泰科技
聚变电源约8%爱科赛博、许继电气
加热与低温系统约12%东方电气、兰石重装
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