旭光电子——可控核聚变迈向商业化进程中的最大弹性标

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板了板了又板了
 · 四川  

不说废话,直接上结论,有疑问可以自己检索相关资料。

一、当前可控核聚变板块炒作中存在的重大误区

1.可控核聚变是否还是永远的五十年

可控核聚变发电当前已经进入理论成熟并在高温超导等材料实现突破的背景下,走向氘氚实验堆及工程示范堆的阶段,在可以预见的2-3年内将批量出现实验堆,当然过程中可能还有反复,但绝不再是所谓永远五十年的美好愿景。

美国SPARC装置于2021年开始建设,今年7月装置组装已经完成60%,预计于2026年实现等离子体运行及点火,全性能H模式放电时Q约11,聚变功率约140MW。

国内BEST装置于今年5月启动总装,预期27年3月前建成并实现点火,目标Q值稳定>5,为后续CFEDR工程堆提供可靠实验数据。

同时,国外TAE、HELION,国内诺瓦聚变、瀚海聚能、星环聚能民营资金密集进军FRC场反位型(直线型)路线,另还有Z箍缩混合堆,能量奇点紧凑型托卡马克等公司均表示将在3-5年内实现发电。

2.可控核聚变商业化目前仍面临的主要难点

①等离子体长时间运行面临的不稳定和撕裂问题

在工程验证和实验帮助下不是特别大的问题。

主动反馈+AI实时诊断;先进偏滤器减少杂质污染;ECRH和LHCD技术提高电流稳态驱动实现长时脉冲。

②高能中子对第一壁的冲击

这个材料学问题比较难解决,高能中子的持续轰击会带来材料脆化、肿胀,寿命缩短等问题,目前第一壁在聚变中子流的高强度轰击下寿命不会超过一年。

未来可能靠液体锂包层金属,减速层,掺入铅、铍等金属提高反射或者捕捉能力等形成集成方案来解决。另外可能靠模块化设计提高定期更换第一壁的经济性和可行性。

③燃料自持

目前实现的1亿多度的等离子体温度,基本只能实现氘氚反应的点火温度,氚在理论上通过LI6包层增值率已经超过2,大概率在实验堆中即可以实现自持,不是很大的问题。

根据中泰证券研究报告,假设聚变机组发电效率约为30%,考虑氘的获取成本以及氚通过锂6转换的成本,测算得氘氚聚变的燃料成本约为0.0365元/kWh。而若假设重水价格为10000元/kg,电池级碳酸锂报价按10万元/吨计算,锂6丰度为7.5%,按每生产1亿kWh电力需消耗约2.1kg氚计算,氚的成本约为8.33×2.1=17.493万元。则氚对应的度电成本约为17.493万元÷1亿kWh≈0.00175元。

所以氚太贵大概率并不能成为核聚变商业化的阻碍。

3.可控核聚变商业化进程仍需时间是否影响板块业绩呈现

可控核聚变在3年左右处于密集实验堆建设阶段,在5年左右开始工程堆设计,与多位专家沟通后,预计工程堆能在2035年左右能实现Q值10-30的稳态运行,综合度电成本预计能到0.6-1元。

以目前的眼光来看,托卡马克预计10年实现稳态能算过账发电能规模化推广商用的情况来看,可能还有点远。

但是,但是,就算不考虑某个时间点出现核聚变的DS时刻,资本支出都是已经起来了的,以中科院、等离子所、中核为代表的国家队和目前市场已有商业化公司明确的项目建设目标,在建和规划的实验堆或工程堆已经有超过1600亿元的直接投资,其中2030年之前的投资就已有近千亿。

这些投资将直接体现到相关上市公司的业绩中,也就是说,在目前阶段对核聚变板块的投资中,即使不考虑增量投资和政策,仅实验堆和工程堆前期投资,都可以给板块带来非常非常明确的机会,所以过度去纠结是否能在三五年内批量商业化,没有意义,真到那个时候,大概率已经没有非常诱人的投资弹性了,当然,如果出现DS时刻,那就很超预期了。

二、大功率电子管在可控核聚变实验堆-工程堆以及后续规模商业化建设中的市场空间

电源系统在各核聚变路线中都是非常重要的环节,而大功率电子管和高密电容在电源和加热环节中都是高端耗材。

①托卡马克路线

电源系统价值量占比约20%,其中电容5%,其他电源系统15%左右,电子管在电源系统中是核心耗材。比如BEST项目规划布置16套1MW电子管,另外还有回旋管等,主要用于辅助加热系统,一个堆大概需要价值量5000万-1亿的大功率电子管,这些电子管在高温高脉冲高辐射环境下需要定期更换,市场传言是半年一换,但实际上在托卡马克中应该不需要这么频繁,可能是一年或者更长一些时间一换。

②FRC路线

电源系统价值量超过70%。大功率电子管据专家测算是则直接占投资比例就超过20%,但FRC装置通常投资较小,约3-5亿。

③Z箍缩路线

类似FRC路线,电源系统价值量约70%。但Z箍缩投资比较大,通常还是五六十亿的规模。

三、旭光电子弹性测算

目前满足核聚变需求的MW级大功率电子管国内只有旭光电子一家独供,且护城河极高。

2020年,旭光电子和中科院合肥等离子研究所合作,承接了中国国际核聚变能源计划执行中心立项的“长脉冲高功率射频四极管”项目,24年成功突破兆瓦级四极管设计与制造技术,25年开始进入量产阶段,产品工作频率覆盖0.1MHz-1000MHz,输出功率可达1MW。

已通过中科院合肥等离子体物理研究所的专家评审,并批量交付给EAST、BEST等可控核聚变装置,用于等离子体回旋加热系统。在全球范围内,旭光电子是该领域仅有的两家供应商之一,另一家为法国泰雷兹。

2-3年内市场空间保守测算:

①托卡马克:BEST150亿、环流三号升级50亿、星环聚能CTFR-1十亿、能量奇点洪荒170五十亿、西南核物院新项目100亿,共5个堆近500亿投资,大功率电子管需求约8-10亿,这部分以1.5年一换计算,三年需求15-20亿。

②FRC:星能玄光10亿、瀚海聚能3-5亿、诺瓦聚变5亿、瀚海聚能5亿,共4家总投资约25亿,大功率电子管需求约5亿,FRC脉冲频率更高,这部分以1年1换计算,三年需求约15亿。

③Z箍缩:

主要两个堆,一个星火一号,一个先觉混合堆。

先觉混合堆一期45亿约28年建成,大功率电子管需求约10亿,星火一号建成时间更长,暂不计算。

大功率电子管根据已有项目简单测算,不新增项目三年需求约40-50亿之间,目前据网络公开信息旭光电子大功率电子管价格约200万一只,年产量500支,产能10亿左右,不一定能满足市场总需求,按其独供吃下70%份额来看,三年能拿下近30亿订单。

根据其财务报告,电子管业务平均毛利率近60%,独供大功率电子管可能更高一些,如果按净利率60%测算,三年潜在利润18亿,年均6亿新增利润,给30倍估值,短期新增市值空间180亿(大功率电子管在光刻机中也是必不可少的核心部件)。

另外旭光电子还有氮化铝粉材、真空灭弧室、环保级真空开关等业务均存在巨大的潜在市场空间。

以现在100亿左右市值,3年内再造2-3个旭光是比较保守的测算。如果可控核聚变出现DS时刻或者后续进入可控核聚变商业化阶段,弹性更为巨大。

#可控核聚变 # $旭光电子(SH600353)$ $合锻智能(SH603011)$ $融发核电(SZ002366)$