托卡馬克(Tokamak)是一種環形容器,其工作原理是利用磁約束來實現受控核聚變。托卡馬克具有自穩定性好、可實現等離子體加熱、磁場強大、結構簡單、運行成本低等優勢,在核能領域擁有廣闊應用前景。
發展至現階段,托卡馬克已經有三代產品。第一代托卡馬克產生于上世紀五十年代末,由蘇聯科學家最早研發成功;第二代產品為超導托卡馬克,產生于上世紀七十年代,其電磁線圈采用超導材料制成,我國于1993年建成首個超導托卡馬克試驗裝置;第三代為全超導托卡馬克,產生于2006年,其所有部件皆采用超導材料制成,我國為全球最早具備該產品自主研發及生產實力的國家。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年托卡馬克(Tokamak)行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,托卡馬克主要應用于核能領域。近年來,伴隨技術進步以及應用需求增長,我國核能行業景氣度不斷提升。以核能發電為例,據國家能源局統計數據顯示,2023年我國核電發電量達到44萬吉瓦時,占全國累計發電量近5%。托卡馬克能夠控制核聚變反應,未來伴隨下游行業發展速度加快,托卡馬克市場空間將得到進一步擴展。
全球托卡馬克代表產品包括歐盟JET、美國TFTR、蘇聯T-15以及日本JT60等。與海外國家相比,我國托卡馬克行業起步較晚,但發展勢頭迅猛,已有多家企業及科研機構布局其研發賽道,主要包括中科院等離子體物理研究所、中科院合肥物質科學研究院、大連理工大學、上海電氣、高瀾股份、中核集團等。
雖然托卡馬克應用前景廣闊,但行業發展仍面臨諸多挑戰。一方面,托卡馬克能量轉換效率較低,無法維持長時間穩定運行,現有磁體材料無法滿足其高性能產品生產需求;另一方面,托卡馬克需在高溫、高壓環境下運行,等離子體在該環境中易出現失控,這將影響核聚變反應過程。未來本土企業亟需加大研發投入力度,以改善托卡馬克性能及質量。
新思界
行業分析人士表示,托卡馬克作為核聚變裝置,應用前景廣闊,行業發展速度不斷加快。未來伴隨市場需求逐漸釋放,托卡馬克行業發展空間將得到進一步擴展。但目前,我國托卡馬克行業發展仍面臨諸多挑戰,未來伴隨研究深入、技術進步,其高性能產品市場占比有望提升。