尋找中國經濟新動能 | “人造太陽”要來了！上海高溫超導產業鏈迎來巨大機遇期

“高溫超導強場磁體是核聚變發展的主要瓶頸，上海在這方面應該是積累最深的。”

隨着高溫超導和人工智能等技術突破，全球核聚變商業化進程加速，受到各國政府和資本市場關注。

4月10日，上海翌曦科技發展有限公司(下稱翌曦科技)創始人兼董事長、上海市高溫超導材料與系統工程技術中心主任金之儉在接受界面新聞採訪時表示，上海市經過十幾年對高溫超導產業的培育，現在已經到了爲國家核聚變戰略作出貢獻的階段。

2022年6月，脫胎於上海交通大學高溫超導團隊的翌曦科技在上海成立，主攻聚變強場磁體。當年9月，其獲得5000萬元種子輪融資，目前正在進行第二輪融資。

2023年，翌曦科技與中核集團核工業西南物理研究所正式簽署合作協議，就高溫超導強場聚變磁體展開聯合設計。當年，翌曦科技兩個項目入選上海市2023年度“科技創新行動計劃”超導專項，獲得市科委撥款資助。

核聚變是指氘、氚等輕原子核結合成氦等較重原子核並放出巨大能量的過程。仿照太陽內部熱核聚變反應的可控核聚變裝置，也被稱爲“人造太陽”。由於聚變原材料資源豐富，且無污染排放，因此可控核聚變被一直認爲是人類解決能源問題的重要出路，視爲“終極能源”。

自2021年起，美國CFS公司打造緊湊型聚變發電裝置、美國國家點火裝置(NIF)激光核聚變點火“成功”等消息推動聚變產業成爲熱點，美國、英國和日本等國也已制定了國家核聚變戰略。

根據核聚變工業協會的報告，截至去年7月，全球共有43家公司正在研究核聚變，產業投資達到62億美元，比2022年增加14億美元，增幅約三成。

2023年，中國國務院國資委啓動實施未來產業啓航行動，明確可控核聚變領域爲未來能源的重要方向，由25家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創新聯合體也在年末成立，爲國內核聚變產業添上一把火。

可控核聚變技術路線主要包括磁約束和激光慣性約束，前者通過電磁體來限制等離子體，使其保持穩定並達到觸發聚變反應的溫度和密度條件。

作爲磁約束聚變主流的研究裝置，“人造太陽”託卡馬克裝置的中央是一個環形的真空室，外面纏繞着線圈，在通電時內部會產生巨大的螺旋形磁場。

高溫超導是指特定材料在臨界溫度在液氮溫度77K(-196℃)以上，出現超導電性的物理現象，即電流可以在材料中零電阻通過，且具有完全抗磁性。相比傳統低溫超導，高溫超導能夠極大降低製冷成本，並縮小託卡馬克裝置的體積。

“高溫超導強場特性遠超低溫超導，低溫超導磁體很難做到15特斯拉以上，但是高溫超導磁場強度最高世界紀錄已經達到了45.5特斯拉。”金之儉表示，按照託卡馬克的輸出功率公式，如果磁場強度能夠提高一倍，裝置體積只有原來的十六分之一，極大降低了研發成本，研發週期大大縮短，原來投資巨大50年預期的國際合作項目演變成了一個10年預期的投資熱點。

上海市對高溫超導行業已進行了大量佈局，推動了世界首套全商業化運行上海35千伏公里級超導電纜示範工程的落地。

金之儉2010年創立的上海交通大學高溫超導團隊，從高溫超導材料到應用全產業鏈展開研發佈局，高溫超導材料通過上海超導科技股份有限公司(下稱上海超導)進行了工業化落地。

上海超導成立於2011年，從事第二代高溫超導帶材研發、應用及銷售，爲中科院等離子體所、中科院電工所、美國CFS公司、英國Tokamak Energy公司等全球100多家單位提供產品或服務。

其中，美國CFS公司、英國Tokamak Energy公司爲國際領先的核聚變玩家，已成功研製高溫超導磁體。上海超導作爲它們的核心材料供貨商，其產品國際先進水平已得到了證明。

隨着以核聚變爲代表的產業對高溫超導材料的需求增加，以及資本進入核聚變產業鏈上游，上海高溫超導產業正迎來巨大機遇。

金之儉表示，美國CFS公司的單個SPARC示範裝置超導帶材用量就就接近1萬公里，瞄準實現聚變發電的ARC工程實驗堆需求量可能會達到2.4萬公里，而2021年全球的超導帶材產能僅3000公里。在此巨量需求驅動下，近兩年全球廠商都在進行大規模擴產。

“我估計到今年年底或明年年初，國內超導帶材的產能將從300-400公里/年，擴大至每年4000-5000公里。”金之儉稱，這將推動高溫超導材料價格顯著下降，高溫超導整個產業正迎來重大發展機遇。

除了與國際公司合作，上海超導也積極供貨國內商業化核聚變公司，如爲陝西星環聚能科技有限公司和能量奇點能源科技(上海)有限公司提供高溫超導帶材。

目前，經歷了兩輪公開融資的上海超導正在尋求IPO。此外，另一家高溫超導材料公司甚磁科技(上海)有限公司在今年1月也剛剛宣佈完成了新一輪近億元融資。

上海的高溫超導產業鏈不僅實現了二代材料的工業化量產，也瞄準了實現核聚變裝置更關鍵的強場磁體。

今年，上海市經信委、市發改委等印發《上海核電產業高質量發展行動方案（2024-2027年）》將可控核聚變技術作爲六項重點工程之一，也提及要突破大尺寸、高電流密度、強磁場的高溫超導磁體關鍵技術。

“上海制定了高溫超導三年行動計劃，設定了三個目標，形成國際領先的優質高溫超導材料上海供應能力，奠定高溫超導產業發展基礎；突破高溫超導聚變強場磁體核心技術瓶頸，支撐國家聚變戰略；促進高溫超導產業鏈性價比整體提升，推動高溫超導產業的發展。”

金之儉指出，高溫超導強場磁體是緊湊型託卡馬克最核心的部件，技術門檻和商業價值都非常高，在託卡馬克系統成本中佔到40%-50%。