开启终极能源之门 全球托卡马克行业商业化进程加速 中国超亿招标市场开启

前言：

托卡马克，作为占据全球核聚变装置47% 份额的绝对主流技术，正从实验室加速迈向能源工程的商业前夜。国际热核聚变实验堆（ITER）等旗舰项目稳步推进，中美欧等主要国家竞相布局，标志着全球研发进入多主体协同、工程化验证的新阶段。

在此背景下，中国市场迎来密集发展期：BEST、CFEDR、“星火” 等重大项目相继启动，催生出对高端部件、材料与系统集成的巨大需求。这为具备尖端技术实力的企业提供了历史性机遇，通过成为研发供应商、工程化伙伴，或布局技术溢出与中子经济，切入这条通往未来能源的黄金赛道，共同推动“人造太阳”梦想照进现实。

1、全球核聚变研发呈现多主体协同推进态势，商业化进程加速

核聚变是指两个较轻的原子核在极端的高温和高压条件下，克服彼此间的静电排斥力，相互碰撞并结合形成一个较重的原子核的过程。在核反应过程中核子损失部分质量，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，这部分损失的质量会转化为极其巨大的能量释放出来。与之相反，核裂变则是让一个较重的原子核在吸收一个中子后变得不稳定，分裂成两个中等质量的原子核。现有核电站主要使用的核裂变发电。裂变和聚变元素以铁为分界线，原子序数大的元素（铀、钚等）裂变释放能量，原子序数小的元素（氘、氚等）聚变释放能量。

核聚变与核裂变

资料来源：观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国托卡马克行业发展现状研究与投资前景预测报告（2025-2032年）》显示，当前，全球核聚变能源研发已形成多路径探索、多主体协同的鲜明格局，整体发展呈现出从科学实验向工程验证与商业应用加速迈进的趋势。在合作层面，国际热核聚变实验堆（ITER）作为全球旗舰项目，是协同攻关的典范。其规划清晰，预计在2025年启动等离子体实验，并计划于2035年开展全氘-氚聚变实验，旨在验证聚变能源的科学与工程可行性。

在自主研发层面，主要国家正通过不同技术路径和阶段目标竞相布局。例如，中国正积极追赶，计划于本世纪20年代启动聚变工程试验堆建设，目标在30年代建成DEMO示范堆，以缩小与国际先进水平的差距；美国另辟蹊径，其国家点火装置（NIF）在2022年12月成功实现了能量净增益（Q≈1.5）的里程碑式突破，展现了惯性约束聚变路线的潜力；欧洲的DEMO反应堆设计正处于2021至2027年的概念设计阶段，稳步推进；俄罗斯在建的DEMO-FNS是一种混合装置，计划在2050年前建成核聚变电站；英国也在2022年10月确定了核聚变原型工厂地点，并获得2.2亿英镑资金支持，计划于2040年建成。

全球主要国家/地区的核聚变示范型反应堆（DEMO）最新进展

资料来源：观研天下整理

综上所述，通过ITER项目的深度协作与各国自主项目的多元探索，全球正共同推动核聚变研发从实验室走向未来电网，展现出协作与竞争并存、多条技术路线共同推进的蓬勃发展态势。

2、托卡马克占据核聚变装置的47%份额，是全球核聚变研究中的绝对主流技术路线

核聚变装置结构中，托卡马克、仿星器、惯性约束数量居前三，分别为47%、17%、8%。托卡马克又称“环磁室”，是利用强大环形磁场约束高温等离子体以实现可控核聚变的装置。目前，托卡马克是全球核聚变研究中的绝对主流技术路线。

数据来源：观研天下整理

3、全球加速推进托卡马克聚变路线，中国市场迎来密集招标期

目前，多国合作的ITER托卡马克装置已经完成全球最大、最强的脉冲超导电磁体系统的所有组件制造；CFS已与谷歌达成协议，将在2030年代初从ARC向谷歌供应200MW电力，并且正全力推进基于托卡马克的前期验证装置SPARC，预计在2027年验证Q>1，在2030年代建成商业聚变电厂ARC；WEST最新实验成功维持等离子体反应1337秒，标志着又一重大技术跃迁，成果直接服务于ITER。在中国市场，中科院系有BEST、CFEDR，中核系有中国环流三号、“星火”项目。BEST工程总装提前两个月启动，并陆续启动招标，目标在2027年完成全部建设；“星火”项目预计2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网。

全球托卡马克典型项目整理

资料来源：观研天下整理

同时，我国后续有多个新堆规划。例如，中国聚变工程示范堆(CFEDR)已启动方案设计，将瞄准建设世界首个聚变示范电站，完成从ITER到聚变原型电站之间的技术过渡和工业实践。

2025年7月22日，中国聚变能源公司在沪挂牌成立，是中核集团直属二级单位，融资超百亿元，以磁约束托卡马克为技术路线。“星火”项目由中核集团与江西联创光电联合推进，总投资200亿元，目标于2030年建成并实现100兆瓦持续电力并网，设计Q值超过30。

4、企业应该如何入局托卡马克市场？

值得注意的是，当前，我国托卡马克市场主要以国家或科研机构为主，那么作为民营企业应该如何呢？我们提出以下几种途径：

途径一：成为顶尖的“研发供应商”，聚焦核心部件与材料突破

对于大多数技术型企业而言，成为“研发供应商”是切入托卡马克领域最现实和主流的路径。其核心在于，通过为国家重大项目和新兴商业聚变公司提供它们无法自产的高精尖部件、材料或专业服务，嵌入快速发展的聚变产业链。这一路径的关键机遇集中在两大领域：一是核心材料，例如被誉为下一代紧凑型托卡马克“命脉”的高温超导带材，以及能耐受极端环境的高性能面向等离子体材料和氚功能材料；二是关键子系统，包括大功率稳态电源、等离子体加热系统和精密诊断设备。成功的企业将如同航空航天领域的顶级供应商，建立起“聚变级”的技术壁垒和品牌信誉。

途径二：转型为“工程化与集成伙伴”，承担系统级制造重任

对于在重型装备制造领域积淀深厚的国有大型企业，一条更具全局性的路径是转型为“工程化与集成伙伴”。这类企业不局限于提供单一部件，而是凭借其强大的工程设计、精密制造和系统集成能力，承担托卡马克核心模块的整体制造任务。其核心竞争力体现在三个方面：一是复杂巨型构件制造，能够完成真空室、超导磁体线圈等核心部件的精密加工与总装；二是掌握特种工艺技术，如电子束焊接、超导接头钎焊等；三是提供数字化与仿真服务，利用数字孪生技术为装置的全生命周期管理提供解决方案。国内如国机重装、中国一重等企业已具备承担此类国家重大工程任务的实力。

途径三：投身“商业聚变”新浪潮，以创新模式直指终极目标

这是风险最高但潜在回报也最为惊人的路径。企业可以作为投资者或创始人，直接投身于专注于托卡马克路线的商业聚变创业浪潮。其商业模式通常借鉴国际领先经验，通过应用高温超导磁体等颠覆性技术，旨在设计建造更紧凑、成本更低、开发周期更短的托卡马克装置，以期率先实现聚变能源的商业化发电。这类企业的核心优势在于机制灵活、决策迅速，且以“发电上网”为唯一目标，效率导向明确。然而，它们也面临着技术风险极高、融资需求巨大、顶尖人才稀缺以及国内相关政策环境尚不成熟等严峻挑战。

途径四：布局“技术溢出”与“中子经济”，挖掘当下衍生价值

即使聚变发电的商业化尚需时日，企业仍可着眼于当下，通过布局“技术溢出”和“中子经济”来实现商业价值。所谓“技术溢出”，是指将聚变研发过程中催生的尖端技术（如大功率电源、超导技术、系统工程管理经验）应用于其他工业领域，例如特种冶金、医疗MRI、电网储能等，实现横向价值转化。而“中子经济”则指利用托卡马克运行时产生的高通量中子束流，开展医疗同位素生产、核废料嬗变、材料辐照测试等已有明确市场需求的服务。这条路径为企业提供了一个可以提前布局、并能够获得即时商业回报的切入点。（WYD）