“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期

“高温(wēn)超导强场磁体(tǐ)是核聚(jù)变(biàn)发展的主要(yào)瓶(píng)颈，上海在这方面应该(gāi)是积累最深的。”

随着高(gāo)温超导和人(rén)工智能(néng)等技术突破，全球核聚变商业化进程(chéng)加速，受到(dào)各国政府和资本市场关注。

4月10日，上(shàng)海(hǎi)翌(yì)曦(xī)科技发展有限公司(下称翌曦科技)创始人兼董(dǒng)事长、上海市高温超导材料(liào)与(yǔ)系统工程技术中心主任金之俭在(zài)接受界面(miàn)新闻采访时表示，上海市经过十几年对高温超导产业的培育，现在已经到了为国家核聚变战略作出贡献的阶段。

2022年(nián)6月，脱胎于上海交通大学高(gāo)温超导团队的翌曦科技在上海成立，主攻(gōng)聚变强场磁体。当年9月，其获得5000万元种(zhǒng)子轮融资，目前(qián)正在进行第二轮融资。

2023年，翌曦科技(jì)与中核(hé)集团核(hé)工业西南物(wù)理研究所正式签署合作协议，就高温超导强场聚变磁体展开联合设计。当年，翌曦科技两个项目(mù)入选上海市2023年(nián)度“科技创新行动计划”超导专项(xiàng)，获得市(shì)科委拨款资助(zhù)。

核聚变是指氘(dāo)、氚等轻原(yuán)子核结(jié)合成氦等较重原(yuán)子核并放出(chū)巨大能量的过程(chéng)。仿(fǎng)照太阳内部热核(hé)聚变反应的可控(kòng)核(hé)聚变装置，也被称为“人造太阳”。由于聚(jù)变原(yuán)材料资源丰富，且无污染排放，因此可控核聚变被一(yī)直认为是人类解决能源问题的重要出路(lù)，视为“终极能源”。

自2021年起，美国CFS公(gōng)司(sī)打造紧凑型聚变发电装置、美(měi)国国家(jiā)点火装置(NIF)激光核聚(jù)变点火“成功”等消息(xī)推动聚变产(chǎn)业成(chéng)为(wèi)热点，美国、英国和日本等国也已制定了国(guó)家核(hé)聚变战(zhàn)略。

根据核聚变工(gōng)业协会(huì)的报告，截至去年7月，全球共有43家公司正在研究核聚变，产业投资达到62亿美元，比2022年增加(jiā)14亿美元，增幅约三成。

2023年，中国国务院国资(zī)委启动实施未来产业启航行动(dòng)，明确可控核聚变领域(yù)为(wèi)未来(lái)能源的重要方向，由25家央(yāng)企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新(xīn)联合(hé)体也在(zài)年(nián)末(mò)成立，为(wèi)国(guó)内核聚变产业添上一把火。

可控(kòng)核聚变技术路线主要包括磁约束(shù)和激光惯性约束，前者通过电磁体来限制等离子体，使(shǐ)其保持稳定并达到触发聚变反应的温度和密度条件(jiàn)。

作为磁约束聚变主流的研究(jiū)装置，“人造太(tài)阳”托卡(kǎ)马克装置的中央是一个环形的(de)真(zhēn)空室，外面缠绕着线(xiàn)圈，在通电(diàn)时内部会产生巨大的螺旋(xuán)形磁(cí)场。

高温超(chāo)导是(shì)指特定材料在临界温度在液氮温度77K(-196℃)以上，出现超导(dǎo)电性的物理现(xiàn)象，即(jí)电流可以在材料中零电(diàn)阻通过，且(qiě)具有(yǒu)完全抗磁性。相比传统低(dī)温超导，高温超导能够极大降低制冷成本，并缩小托卡马克装置的体积。

“高温超(chāo)导强场特性远(yuǎn)超低温超导(dǎo)，低(dī)温(wēn)超(chāo)导磁体很难做到15特斯拉以上(shàng)，但是高温超导磁场强度最高(gāo)世界纪录已经达到了45.5特斯拉。”金(jīn)之俭表示，按照托卡(kǎ)马克的输出功率公式，如果磁场强度能够提高一倍(bèi)，装置体积只有(yǒu)原来的十六分之一，极大降低了(le)研发成本(běn)，研发周期大大缩短，原来投资(zī)巨大50年预期的国际合作项目演变(biàn)成了一(yī)个10年预期(qī)的投资热点。

上(shàng)海市对高温超导(dǎo)行业已进行了大量布局(jú)，推动了世界首套(tào)全商业化运行上(shàng)海35千伏公(gōng)里级超(chāo)导电缆示范工程(chéng)的落地。

金之俭2010年创立(lì)的上海(hǎi)交(jiāo)通大学高温超导团队，从(cóng)高温超导材(cái)料到应用全产业链展开研发布局(jú)，高温超导材料(liào)通过上海超导科技股份有限(xiàn)公(gōng)司(sī)(下称上海超导(dǎo))进行了工业化(huà)落地。

上海超导(dǎo)成立于2011年，从事第二代高温超导带材(cái)研发、应用及销售(shòu)，为中科院等离子体所、中科院电(diàn)工所、美(měi)国(guó)CFS公司、英国Toka“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期mak Energy公司等全球100多家单位提供(gōng)产品或服务。

其(qí)中，美国CFS公司、英国Tokamak Energy公司为(wèi)国际领先的核聚变玩家，已成功研制高温超导磁体。上海超导(dǎo)作(zuò)为它(tā)们的核心材料供货(huò)商，其产品国际(jì)先进水平已得到了证明。

随着以(yǐ)核聚变为代表(biǎo)的产业(yè)对高温超导材料的需求增加，以及资本进入核聚变产业(yè)链(liàn)上游，上海高温超(chāo)导产业正迎来巨(jù)大机遇。

金之俭表示(shì)，美国CFS公司(sī)的单个SPARC示范装置(zhì)超(chāo)导带材用量就(jiù)就接近1万公里，瞄准实现聚变(biàn)发电的ARC工(gōng)程实验堆(duī)需求量可能会达到2.4万公里，而(ér)2021年全球的超导带材产能仅3000公里。在此(cǐ)巨量需求驱动下，近(jìn)两年全球厂商(shāng)都在进行大规(guī)模扩产。

“我估计到今年年底或明年年初，国内超导带(dài)材的产能将从300-400公里/年，扩大至每年4000-5000公里。”金之俭(jiǎn)称，这将推动高温超导材(cái)料价格显著“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期下降，高温超导(dǎo)整个产(chǎn)业正迎来重大(dà)发展机遇。

除了与国际公司合作，上海超(chāo)导也积极供货国内商业化核聚(jù)变公司，如为陕西星环聚能(néng)科技有限(xiàn)公司(sī)和能量奇点能源科技(上海)有限公司提(tí)供(gōng)高温(wēn)超(chāo)导(dǎo)带材(cái)。

目前，经历了两轮公开融资的上海超导(dǎo)正在寻求IPO。此外，另一家高温超导材料公司甚磁科技(jì)(上海(hǎi))有限公司在今年(nián)1月也刚(gāng)刚宣布完成了(le)新一轮近亿(yì)元融资。

上海的(de)高温超导产业链(liàn)不仅实(shí)现了(le)二代材料的工业化量产，也瞄准了实现核聚变装置更关键(jiàn)的强场磁体。

今(jīn)年，上海市经信委(wěi)、市发(fā)改委等印发《上海核电产业(yè)高质量发展行动方案（2024-2027年）》将可控核聚变技(jì)术作为六项(xiàng)重点工程之一，也提(tí)及要突破大(dà)尺寸、高电流密度、强磁(cí)场的高温超导磁体关键技术。

“上海制定了高温超导三年行动计划(huà)，设定了三个目标，形(xíng)成国际领先的优(yōu)质高温超导(dǎo)材料(liào)上海供应能力，奠定高温超导产业发展(zhǎn)基础；突破高温超导聚变(biàn)强场磁体核心技(jì)术瓶颈，支撑国家聚变战略；促进高温超导产业链性价比整体提升，推动高(gāo)温超导产业的发展。”

金之俭指出，高(gāo)温(wēn)超导强场磁(cí)体是紧凑型托卡马克最核心的部件，技术门槛和商业价值都非常高，在托卡马克系统成本中占(zhàn)到40%-50%。

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