寻找中国经济新动能 | “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，上海在这方面应该是积累最深的。”

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

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、上海市高温超导材料与系统工程技术中心主任金之俭在接受界面新闻采访时表示，上海市经过十几年对高温超导产业的培育，现在已经到了为国家核聚变战略作出贡献的阶段。

2022年6月，脱胎于上海交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，目前正在进行第二轮融资。

2023年，翌曦科技与中核集团核工业西南物理研究所正式签署合作协议，就高温超导强场聚变磁体展开联合设计。当年，翌曦科技两个项目入选上海市2023年度“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原子核并放出巨大能量的过程。仿照太阳内部热核聚变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，且无污染排放，因此可控核聚变被一直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公司打造紧凑型聚变发电装置、美国国家点火装置(NIF)激光核聚变点火“成功”等消息推动聚变产业成为热点，美国、英国和日本等国也已制定了国家核聚变战略。

根据核聚变工业协会的报告，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14亿美元，增幅约三成。

2023年，中国国务院国资委启动实施未来产业启航行动，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。

可控核聚变技术路线主要包括磁约束和激光惯性约束，前者通过电磁体来限制等离子体，使其保持稳定并达到触发聚变反应的温度和密度条件。

作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真空室，外面缠绕着线圈，在通电时内部会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，出现超导电性的物理现象，即电流可以在材料中零电阻通过，且具有完全抗磁性。相比传统低温超导，高温超导能够极大降低制冷成本，并缩小托卡马克装置的体积。

“高温超导强场特性远超低温超导，低温超导磁体很难做到15特斯拉以上，但是高温超导磁场强度最高世界纪录已经达到了45.5特斯拉。”金之俭表示，按照托卡马克的输出功率公式，如果磁场强度能够提高一倍，装置体积只有原来的十六分之一，极大降低了研发成本，研发周期大大缩短，原来投资巨大50年预期的国际合作项目演变成了一个10年预期的投资热点。

上海市对高温超导行业已进行了大量布局，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。

金之俭2010年创立的上海交通大学高温超导团队，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超导科技股份有限公司(下称上海超导)进行了工业化落地。

上海超导成立于2011年，从事第二代高温超导带材研发、应用及销售，为中科院等离子体所、中科院电工所、美国CFS公司、英国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、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。上海超导作为它们的核心材料供货商，其产品国际先进水平已得到了证明。

随着以核聚变为代表的产业对高温超导材料的需求增加，以及资本进入核聚变产业链上游，上海高温超导产业正迎来巨大机遇。

金之俭表示，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产。

“我估计到今年年底或明年年初，国内超导带材的产能将从300-400公里/年，扩大至每年4000-5000公里。”金之俭称，这将推动高温超导材料价格显著下降，高温超导整个产业正迎来重大发展机遇。

除了与国际公司合作，上海超导也积极供货国内商业化核聚变公司，如为陕西星环聚能科技有限公司和能量奇点能源科技(上海)有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超导正在寻求IPO。此外，另一家高温超导材料公司甚磁科技(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。

上海的高温超导产业链不仅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。

今年，上海市经信委、市发改委等印发《上海核电产业高质量发展行动方案（2024-2027年）》将可控核聚变技术作为六项重点工程之一，也提及要突破大尺寸、高电流密度、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划，设定了三个目标，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；突破高温超导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部件，技术门槛和商业价值都非常高，在托卡马克系统成本中占到40%-50%。