“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期

“高温超导强场磁体是核聚变发展(zhǎn)的主要瓶颈，上海(hǎi)在这(zhè)方面“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期应(yīng)该(gāi)是积累最深的。”

随着高温超导和(hé)人工智能等技术突破，全球核聚(jù)变商业化进程加速，受到各国政府和资本市(shì)场关注(zhù)。

4月10日，上海翌曦科技发展有限公司(下称翌曦科技)创始人兼董事长(zhǎng)、上海市高温(wēn)超导材料与系统工程技术中(zhōng)心主任金之俭在(zài)接受界面(miàn)新(xīn)闻采访时表示，上海市经过十几年对高温超导产业(yè)的(de)培育，现在已经到了为国家核聚变战略(lüè)作出(chū)贡献的阶段。

2022年6月，脱(tuō)胎于上海交通大学高温超导团(tuán)队的翌曦科(kē)技在上(shàng)海成立，主攻聚变强场磁体。当年9月(yuè)，其获得5000万元种子轮(lún)融资，目前正在进行第二(èr)轮融资。

2023年，翌曦科技与中核集团核工业西(xī)南物理研究所正式签署合作协议，就高(gāo)温超导强场聚变磁体展开联(lián)合设计。当年(nián)，翌曦科技两个项目入选上海市2023年(nián)度“科技创新行动计划”超导专项，获得市科委拨款资助。

核聚变是指氘、氚等轻原子核结合成氦等较重(zhòng)原子核并放出巨大能量的过程。仿照太阳内(nèi)部热核聚变(biàn)反应的可控核聚变装置，也被称为“人造太阳”。由于聚变原材料资源丰富，且无污染(rǎn)排放，因此可控核聚变被一直(zhí)认为是人类解决能源问题的重要出路，视为“终极能源”。

自2021年起，美国CFS公司打造紧凑(còu)型聚变发(fā)电装置(zhì)、美国国家点火(huǒ)装置(zhì)(NIF)激光核聚变点火“成功(gōng)”等消息推(tuī)动聚变(biàn)产业成为热点，美国、英国和(hé)日本等国也已制定(dìng)了国家核(hé)聚变战略。

根据(jù)核聚变(biàn)工业协会的报告，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14亿(yì)美元，增幅(fú)约(yuē)三成(chéng)。

2023年，中国(guó)国务院国资委启动(dòng)实(shí)施未来产业启航行动，明确可控核聚变领域为(wèi)未来能源的重要(yào)方向，由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体也在年末成立，为国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和(hé)激光惯性约束(shù)，前(qián)者通过电磁体(tǐ)来限制等离子体(tǐ)，使其保持稳定并达到触发聚变反应的温(wēn)度和密度条件。

作(zuò)为磁约束聚变主流的研究装置，“人造太阳”托卡马克装置的中央是一个环形的“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期真空室，外面(miàn)缠绕(rào)着线圈，在通电(diàn)时内部会(huì)产生巨大的螺旋形磁场。

高温超导是指特定材料在临界温度在液氮温度77K(-196℃)以上，出现(xiàn)超导电性的(de)物理(lǐ)现象(xiàng)，即电流(liú)可以在材料中零电阻通过，且具有完全(quán)抗磁性。相比传统低温超导，高(gāo)温超导能够极大降低制冷成本(běn)，并缩小托卡马克(kè)装置的体积。

“高温超导强场特性远超低(dī)温超导，低温(wēn)超导磁(cí)体很难做到15特斯拉以上，但(dàn)是高温超导(dǎo)磁(cí)场强(qiáng)度最高(gāo)世(shì)界纪录已经达到(dào)了(le)45.5特斯拉(lā)。”金之俭表示，按照托卡马克的输出功率公式(shì)，如果磁场强度能够提高一倍，装置体积只有原来的十六(liù)分之一，极(jí)大降低了(le)研发成(chéng)本，研发周期大大缩短，原来投(tóu)资巨大50年预期的国际合作项目演变成了一个10年预期的投资热点。

上海市对高温超导行业已进行了大量布局(jú)，推动(dòng)了世界首套全商(shāng)业(yè)化运行上海35千伏公(gōng)里级超导电缆示范(fàn)工程的落地。

金(jīn)之(zhī)俭2010年创(chuàng)立的上海(hǎi)交通大学(xué)高温超(chāo)导(dǎo)团(tuán)队，从高温超导材料到应用全产业链展开研发布局，高温超导材料通过上海(hǎi)超导科技股份有限公司(下称上海超导)进(jìn)行了(le)工业化(huà)落地。

上海超导成立于2011年，从事第二代高温超导(dǎo)带材研发(fā)、应用及销售，为中科院等离子体所、中科院电工所、美国CFS公司(sī)、英国Tokamak Energy公司等全球100多家单(dān)位提供产品或服务。

其中，美国CFS公司、英国Tokamak Energy公司为国际领先的核(hé)聚变玩家，已成功研制高温超导磁体。上海超导作为它(tā)们(men)的核(hé)心材料(liào)供货商，其产(chǎn)品国际先进水平已得到了证明。

随(suí)着以核聚变(biàn)为代表的(de)产业对高温超(chāo)导材料的需求(qiú)增加，以及资本进入核聚变产(chǎn)业链上游，上海高温超导产业正(zhèng)迎来巨(jù)大机遇。

金之俭表(biǎo)示，美国(guó)CFS公司的(de)单个SPARC示范装置超(chāo)导带材用量就就接近1万公里，瞄准实现聚变发电的ARC工程实验堆需求量可能会达到2.4万公里，而2021年全(quán)球的超导带材产能仅3000公里。在此巨量需求驱动下，近两年全球厂商(shāng)都在进(jìn)行大规模扩产。

“我估计到今年年底或明年年初，国内超导带材(cái)的产能将从300-400公里/年，扩大至每年4000-5000公(gōng)里。”金之俭称，这将推动(dòng)高(gāo)温超导材料价格显著下降，高温(wēn)超导(dǎo)整个产业正迎来重大发展(zhǎn)机遇。

除(chú)了与国际公司合作(zuò)，上海超(chāo)导也积极供(gōng)货国内商业化核(hé)聚变公司，如为陕西(xī)星环聚能科(kē)技有限公司和能(néng)量奇点(diǎn)能源科(kē)技(上海)有(yǒu)限公司提供高温超导带材。

目前，经历了两轮公开融资的上海(hǎi)超(chāo)导正在寻求IPO。此外，另一家高温超(chāo)导材(cái)料公司甚磁科(kē)技(上海)有(yǒu)限公司在今年1月也刚刚宣布完成(chéng)了新一轮近亿元融资。

上海的高温超导产业链不仅(jǐn)实现了二代材料的工业化量产，也瞄准了实现核聚变装置更关键的强场磁体(tǐ)。

今年(nián)，上海(hǎi)市经信委、市发改委(wěi)等印发《上海核(hé)电产业高质量发(fā)展行动方案（2024-2027年）》将可控核聚变技术作为六项重点工程之一，也(yě)提及要突破大尺寸、高电流(liú)密度、强磁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(jì)划，设定了(le)三个目标，形成国际领先的优质高温超导材料上海供应能力，奠定高温超导产业发展基础；突破高(gāo)温超导聚变强场磁体(tǐ)核心技术瓶颈，支撑国(guó)家聚变战(zhàn)略；促进高温(wēn)超导产业(yè)链性价比整体提升，推动高温超导产业的发展。”

金之(zhī)俭指出，高温(wēn)超导强场(chǎng)磁体(tǐ)是紧凑型(xíng)托卡马克最核心的部件，技术门(mén)槛和商业价值都非常高，在托卡马克系(xì)统成(chéng)本中占到(dào)40%-50%。

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