报告围绕超导磁体在可控核聚变中的应用展开分析,探讨其技术发展、应用前景及相关企业布局。
核聚变被视为终极能源,托卡马克装置因技术成熟度高、工程可行性强,成为最可能率先商业化的技术路线,全球近50%的核聚变项目采用该装置。磁体系统是其核心部件,在ITER项目中成本占比达28%,对装置性能和效率至关重要。
早期托卡马克装置使用铜导体,存在发热问题,限制了长时间稳态运行。超导体的引入,尤其是高温超导材料,凭借零电阻、高载流密度等特性,能构建更紧凑、高场强的装置,提升能源转化效率,降低成本,加速商业化进程。
超导材料分低温和高温两类。低温超导材料(如NbTi、Nb₃Sn)已商业化,广泛应用于MRI等领域,但受限于液氦温区。高温超导材料(如REBCO)临界温度高,在高磁场下性能优异,不过制备工艺复杂,成本较高,目前处于产业化初期。上海超导等企业的高温超导带材价格呈下降趋势,随着产能释放,成本有望进一步降低。
超导磁体制备中,CICC导体是大型磁体首选,其冷却效率高、机械稳定性强。高温超导磁体因材料脆性、接头电阻控制及失超检测等问题,技术壁垒较高。
超导磁体应用前景广阔,除可控核聚变外,还用于MRI、感应加热设备等。若核聚变完全商业化,到2050年对应超导磁体市场超千亿美元。当前超70%的核聚变公司预期2035年前实现并网发电,未来项目建设将带来庞大需求。
相关企业中,西部超导是全球唯一具备低温超导全流程生产能力的企业;联创光电子公司在高温超导磁体技术领先;上海超导是高温超导材料龙头,国内市占率超80%;永鼎股份子公司在高温超导带材领域加速发展。
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