“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(chāo)导强场磁体是(shì)核聚变发展的主要瓶颈，上海在(zài)这方面应(yīng)该是积累最(zuì)深的。”

随着高温超导 和人工智能等技术突破，全(quán)球核聚变商业化进程加速(sù)，受到各国政(zhèng)府和(hé)资本市场关注。

4月10日，上(shàng)海翌曦(xī)科技(jì)发展有限(xiàn)公司(下称翌曦科技)创始人兼董事长(zhǎng)、上海(hǎi)市高温超导材料与系统(tǒng)工程技术中心
主任金之俭在接(jiē)受界面新闻采访时表示，上海市经过十几年(nián)对高温超导(dǎo)产业(yè)的培育，现在(zài)已经到了(le)为国家(jiā)核聚(jù)变战(zhàn)略作出贡献的阶段。

2022年6月(yuè)，脱胎于(yú)上海(hǎi)交(jiāo)通大学高温超导团队的翌曦科技在上海成立，主攻聚变强场磁体。当年9月，其获得5000万元种子轮融资，目前正在进行第(dì)二轮(lún)融资。

2023年，翌曦(xī)科技与中核集团核工业(yè)西南物理(lǐ)研究所正式签署合作协议，就高(gāo)温超导强(qiáng)场聚变(biàn)磁体展开联合设计。当(dāng)年(nián)，翌曦科技两个项目入选上海市2023年度“科技创新行动(dòng)计划”超导专项，获得市科委拨款(kuǎn)资助。

核聚变是指氘、氚等(děng)轻原子核结合成氦等较重原(yuán)子核并(bìng)放出巨
大能量的过程。仿照太阳内部(bù)热核聚变反应的可(kě)控核聚变装置，也被称为“人造太
阳”。由于聚变(biàn)原材料(liào)资(zī)源丰富，且无污染(rǎn)排放，因此可控
核聚变被一(yī)直认为是人(rén)类解决(jué)能(néng)源问题的重要(yào)出路，视为“终(zhōng)极能源”。

自2021年(nián)起，美国CFS公(gōng)司打造紧凑型聚变发电装置、美国国家点火装置(NIF)激光(guāng)核聚变点火“成功(gōng)”等消息推动聚变产业成为热点，美国、英国(guó)和日(rì)本等国也已制定了国家核聚变战(zhàn)略。

根据核(hé)聚变工 业协会(huì)的报告，截至去年7月，全球共有43家公司正(zhèng)在(zài)研究核 聚变，产(chǎn)业投资(zī)达到62亿美元，比(bǐ)2022年增加14亿美元，增幅约(yuē)三成。

2023年，中国(guó)国务(wù)院国资委启动实施(shī)未来 产业启航行动，明确可控核聚变领域为未来能源的重要(yào)方向，由25家(jiā)央企(qǐ)、科(kē)研院(yuàn)所、高校等组成的可控核聚(jù)变创新联合体(tǐ)也在年末成立，为
国内核聚变产业添上一把火。

可控核聚变技术路线主要(yào)包括磁约束(shù)和(hé)激光惯性约
束，前者通过电磁体来限制等离子体，使其保(bǎo)持(chí)稳定并达到触发聚变反应的温度和密度条件。

作(zuò)为磁约束聚变主(zhǔ)流的(de)研究装置，“人(rén)造太阳”托卡马克装置的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈(quān)，在 通电时内部会产生巨大的螺(luó)旋形磁场。

高温超导是指特定材(cái)料在临界温度在液氮(dàn)温(wēn)度77K(-196℃)以 上，出现超导电性(xìng)的物理现象，即电流(liú)可(kě)以(yǐ)在材(cái)料中 零电阻通过，且(qiě)具有(yǒu)完全抗磁性。相(xiāng)比传(chuán)统低温超导，高温超导能 够极大降低制冷成本，并缩小托卡马(mǎ)克装置的体积。

“高温超导(dǎo)强场(chǎng)特性远超低(dī)温(wēn)超导，低温超导磁体很难做到15特斯拉以(yǐ)上 ，但是高温超导磁场(chǎng)强(qiáng)度最高世界纪录已(yǐ)经达到了45.5特(tè)斯拉。”金之俭表示，按照托卡马克的输出功率公式，如果(guǒ)磁场强(qiáng)度能够提高一倍，装置(zhì)体积只有(yǒu)原来(lái)的十六分之一，极大降低(dī)了研(yán)发成本，研发周期大(dà)大缩短，原来投资巨大50年(nián)预期的国(guó)际合作项目演变成了一个10年(nián)预期的投资热点。

上海市(shì)对高温超导行业已进行了大(dà)量布局，推动了世界首套全商业化运行上海35千伏公里级超导电缆示范工程的落地(dì)。

金之俭2010年创立(lì)的(de)上海交通大学高(gāo)温超(chāo)导团队，从高温超导材料到应用全(quán)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)进行了(le)工业化落地。

上海超导成立于2011年，从事第二代(dài)高温超导带材(cái)研发、应用及销售，为中(zhōng)科院等离子(zi)体所、中科院电工所、美国CFS公司、英(yīng)国Tokamak Energy公司等全球100多家单位提供产品或服务。

其中，美国CFS公司(sī)、英国Tokamak Energy公司为国际领先的核聚变玩家，已成功研制高温超(chāo)导磁体。上海超导作(zuò)为它们的核(hé)心材料供货商，其产品国(guó)际(jì)先进水平已得到了(le)证明。

随着(zhe)以核聚变为代表(biǎo)的(de)产业(yè)对高温超导材料的(de)需求增加，以(yǐ)及资本进(jìn)入核聚变产业链上游，上(shàng)海高温超导产业(yè)正(zhèng)迎来巨大(dà)机遇。

金之俭表示(shì)，美国CFS公(gōng)司的(de)单个(gè)SPARC示(shì)范(fàn)装置超导带材用量就(jiù)就接近1万公里，瞄准实现聚变发(fā)电的ARC工程实验堆需求量可能会达(dá)到(dào)2.4万公里，而2021年全(quán)球的超导带材产能仅3000公(gōng)里。在此巨量 需求驱动(dòng)下，近两年全球厂商都在进行大规模扩产。

“我估计到今年年底或(huò)明年年
初，国内超(chāo)导带材的产能将
从300-400公里/年，扩大至每年4000-5000公里。”金之俭称，这将推动(dòng)高温超导材料价格显(xiǎn)著下降，高
温超(chāo)导整(zhěng)个产业正迎(yíng)来重大发展机遇。

除了与(yǔ)国际公司合作(zuò)，上海超导(dǎo)也积(jī)极供货(huò)国内
商业化核聚变公司，如(rú)为陕西星环聚能科技有限公司和能量奇点能(néng)源
科技(上海)有限公司(sī)提(tí)供高温超导带(dài)材。

目前，经历了两轮公 开融资(zī)的上海超导正在(zài)寻求IPO。此外，另(lìng)一家高温(wēn)超导材料(liào)公(gōng)司甚磁科技(上海)有限公司在今年1月也刚刚宣(xuān)布完成了(le)新一轮近亿元融(róng)资。

上海的高温超导产业链 不(bù)仅(jǐn)实现了(le)二代材料(liào)的工业化量产，也瞄(miáo)准了实现核(hé)聚变装置更关键的强场磁体。

今年，上海市(shì)经信委、市发改委等(děng)印发《上海核电产(chǎn)业高质(zhì)量发展行(xíng)动方案(àn)（2024-2027年）》将可控核(hé)聚变技术作为六(liù)项重点工程之一，也提及要突(tū)破大尺寸、高电流密(mì)度(dù)、强磁(cí)场的高温超导磁(cí)体关键技术。

“上(shàng)海制定了(le)高温超导三(sān)年行动计划，设定了三(sān)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(dìng)高温超导产业发展基础；突破高温(wēn)超导聚变强场磁体核心(xīn)技术瓶颈，支撑国家聚变战略；促进高温超导产业链性价比整(zhěng)体提升，推动高温超导产业的发展。”

金之俭指出，高温超导强场磁体是紧凑型托卡马克最核心的部件，技术门槛(kǎn)和商业(yè)价(jià)值都非常高，在托卡马(mǎ)克系统成本(běn)中占到40%-50%。

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