“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的主要瓶颈，上海在这方面应(yīng)该是积累最深的。”

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

4月10日，上海翌曦科(kē)技发展有限公司(下称翌曦(xī)科技)创始(shǐ)人兼董事长、上海市高温超导材料与系统工程技术(shù)中心主任金之俭在接受界面新闻(wén)采访时表示，上海市经(jīng)过(guò)十几年对高温超导产业的培育，现在(zài)已经到了为(wèi)国家核聚变(biàn)战(zhàn)略作(zuò)出贡献的阶段。

2022年6月，脱胎于上(shàng)海交通(tōng)大(dà)学高温超导团队(duì)的翌(yì)曦科技在上海成立，主攻聚变强场磁体。当年9月(yuè)，其获得5000万元种子轮融资，目前正在(zài)进行第二(èr)轮融资。

2023年，翌(yì)曦(xī)科技与中核集团核工业西南物理研(yán)究所正式(shì)签署合作协议，就高温超导强场聚变磁体展开联(lián)合设计。当年，翌曦科(kē)技两(liǎng)个项(xiàng)目入选上海市(shì)2023年度“科技创新行动(dòng)计(jì)划”超导专项，获得市科委拨(bō)款资助(zhù)。

核(hé)聚变是指氘、氚等轻原子核结合成(chéng)氦等较重原(yuán)子核并放出巨大能量的过程。仿照太(tài)阳内(nèi)部热(rè)核聚变反(fǎn)应的可控核(hé)聚变装置，也被称为“人造太阳”。由于聚变原材(cái)料资源丰富，且无(wú)污染排放(fàng)，因此可控核聚变(biàn)被一直认为是人类解决能(néng)源(yuán)问题的重要出路(lù)，视(shì)为“终极能源”。

自2021年起，美国CFS公司打造紧凑型聚变发电(diàn)装(zhuāng)置、美国国家点火装置(NIF)激光核聚变点火“成功”等(děng)消息推动聚变产业成为热点，美国、英国和(hé)日本等国也已制定了(le)国家核聚变战略。

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

2023年(nián)，中国国务院国(guó)资委(wěi)启动(dòng)实施未来产(chǎn)业启(qǐ)航行动(dòng)，明确可控核聚变领域为未来能源的重要方向，由25家(jiā)央企、科研院所、高校(xiào)等组成的可(kě)控核聚变创(chuàng)新联合体也在年(nián)末成(chéng)立，为国内核聚(jù)变产业(yè)添上一把火(huǒ)。

可控核聚变技术路线(xiàn)主要包括(kuò)磁约束(shù)和激(jī)光惯(guàn)性约束(shù)，前者通过电磁体来限制等离子(zi)体，使其保持稳定并达(dá)到触(chù)发(fā)聚变反应的温度和密度条件。

作为磁约束聚变主流(liú)的研究装置，“人造太阳”托(tuō)卡(kǎ)马克装置的中央是一个环形(xíng)的(de)真空室，外面缠绕着线圈，在通电时内部(bù)会产生巨大(dà)的螺旋形(xíng)磁场。

高温超导是指(zhǐ)特定材料在临界温度(dù)在(zài)液氮温度(dù)77K(-196℃)以上，出现超导(dǎo)电性的(de)物理现象，即(jí)“人造太阳”要来了！上海高温超导产业链迎来巨大机遇期电(diàn)流可以在材料中零(líng)电(diàn)阻通(tōng)过，且具有完全抗磁性。相比传统低温超导，高温超导能够极(jí)大(dà)降低制冷成本，并缩小托卡(kǎ)马克装置的体(tǐ)积。

“高温超导强场特性远(yuǎn)超低温超导，低温(wēn)超导磁(cí)体很难做到15特斯拉以上，但是高温超导磁场强度最高世界(jiè)纪录已经达到了45.5特斯拉。”金之(zhī)俭表示，按照托卡马克的输出功率公式，如(rú)果磁场强度(dù)能(néng)够提高一倍(bèi)，装置体积只有原来的十(shí)六分之一，极大降低了研发成本，研发周期大大(dà)缩(suō)短，原来投资巨大50年预期的国际合作项目演变成了一个10年预(yù)期的投资热点。

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

金之俭2010年创立的上海交(jiāo)通大学“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(dǎo)团队，从高温超导材(cái)料到应用全产业链展开(kāi)研发布局，高(gāo)温超导(dǎo)材料通过上海超导科(kē)技股份有限公司(sī)(下称上海超导)进行了工业化(huà)落地。

上海(hǎi)超导成立于2011年，从事第二代高温超导带材研发、应用及销售，为(wèi)中科院等离子体所、中(zhōng)科院电工所、美国CFS公司、英国Tokamak Energy公(gōng)司等全球(qiú)100多家单位(wèi)提供产品或服务(wù)。

其中，美国CFS公司、英国Tokamak Energy公司为国际领先的核聚变玩家，已成功研制高温超导磁体。上海超(chāo)导作为它们的核(hé)心材料(liào)供(gōng)货商，其产(chǎn)品(pǐn)国际(jì)先进(jìn)水平已得到了证(zhèng)明。

随着以(yǐ)核聚(jù)变为代表的产业对(duì)高(gāo)温超导材料的需求增加，以及资本进入核聚变产业链上(shàng)游，上海高(gāo)温(wēn)超导产业正迎来巨大机遇。

金之俭表示(shì)，美国CFS公司的单个SPARC示范装置超导带材用量就就接近1万公里，瞄准实现(xiàn)聚变发电的ARC工程实验堆需求量可能会达到2.4万(wàn)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，近两年全球厂商都在进行大规模扩(kuò)产。

“我估(gū)计到今(jīn)年年底或(huò)明年年初，国内超导带材的产能将从300-400公里/年，扩大至每年4000-5000公(gōng)里。”金(jīn)之俭称，这将推动高温超导材料价格(gé)显著下降(jiàng)，高温超导整个(gè)产业正迎来重(zhòng)大发展机遇。

除了与国际公司合作，上海超导也积极供货(huò)国内商业(yè)化(huà)核聚变公司，如为陕西星环聚能科技有限公司和能量奇点能源科(kē)技(上海(hǎi))有限公司提(tí)供高温超(chāo)导带材。

目前，经历了两轮公开融(róng)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(kē)技(上海)有限公司在今年1月也刚刚宣布完成了新一轮近亿元融资。

上海的高(gāo)温(wēn)超导产业链不仅实(shí)现了二代材料的工业化量产，也瞄(miáo)准了实现核聚变装置更关键的强场磁(cí)体。

今年，上海市经信委、市发改(gǎi)委等印发《上海核电产业高质量发展行动(dòng)方案（2024-2027年）》将可控核聚变技术作为六项重点工程之一，也提及(jí)要突破大尺寸、高电(diàn)流密度、强磁场的高温超导(dǎo)磁体关键技术。

“上(shàng)海制定了高温超导三年(nián)行动计划，设定了三个目标(biāo)，形(xíng)成国际领先的优质高(gāo)温(wēn)超导材料上(shàng)海供应(yīng)能力，奠定高温超导产业发展基础；突破高温(wēn)超导(dǎo)聚变强场磁体核心技术瓶颈，支撑国家聚变战略；促进高温超(chāo)导产业链性价比整体提升，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(de)部(bù)件，技术门槛和商(shāng)业价值都非常高，在托卡马克(kè)系统成本中(zhōng)占到40%-50%。