在党的二十大和二十届四中全会精神的指引下，“十五五”时期将成为我国强化科技自立自强、构建现代化能源体系的关键阶段。可控核聚变作为能源领域的终极方向之一，不仅承载着人类对清洁、无限能源的愿景，更在电源系统、高端装备、新材料等领域催生出一条全新的战略产业链。随着中国聚变工程实验堆(CFETR)等重大科技基础设施的推进，以及全球聚变技术路线逐步从实验走向示范，电源系统作为聚变装置的“心脏”，正面临高稳定性、高定制化与快速迭代的复合需求。在此背景下，把握聚变电源技术壁垒高、绑定性强、市场空间广阔的特点，对我国抢占能源科技制高点、培育高端装备产业新动能具有深远的战略意义。

可控核聚变，俗称“人造太阳”，是指通过超高温、超高密度等条件，控制氢原子核聚合成氦原子的过程，在此过程中释放出巨大能量。其原料取自海水(氘)，储量近乎无穷，且反应过程无温室气体排放，放射性废物极少，被视为解决人类未来能源问题的终极方案。

全球主要科技大国和国际组织均将其列为战略级研究方向。国际热核聚变实验堆(ITER)计划是全球最大的核聚变合作项目，中国、美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国和印度七方共同参与，旨在验证聚变能的科学和工程可行性。此外，各国也纷纷启动本国计划：中国的“东方超环”(EAST)和正在建设的中国聚变工程实验堆(CFETR)，不断刷新等离子体运行时间的世界纪录;美国通过《核聚变能源法案》加大对公私营项目的支持，如CommonwealthFusionSystems(CFS)等私营公司创新势头强劲;英国已启动STEP项目，旨在2040年建成世界首座核聚变商业电厂。

这场全球性的科技竞逐，不仅关乎未来能源主导权，更正在催生一个前所未有的高端产业链，其中，核聚变电源系统作为整个反应的“点火器”和“稳定器”，迎来了巨大的发展机遇。

一、高稳定性与定制化需求凸显，供货经验是核心壁垒

核聚变实验对电源系统的性能要求代表了当前工业供电技术的最高水平。电源系统需为等离子体生成、加热(如中性束注入与射频加热)以及磁约束(如超导磁体励磁)提供巨大能量，并实现毫秒级精密调控与高度稳定的脉冲功率输出。该类负荷通常具有吉焦级别的单脉冲能量与极快的功率变化速率，电网无法直接支撑，因此必须依赖大规模飞轮储能、超导储能或先进电池储能系统，配合大功率变流装置实现能量调节。任何电压暂降、频率波动或波形畸变均可能引发等离子体破裂，导致实验中断、装置受损及重大经济损失。

聚变装置电源系统需依据主机类型(如托卡马克、仿星器等)和物理目标进行完全定制化设计。以EAST全超导托卡马克为例，其电源系统由数十套脉冲发电机组及晶闸管整流装置构成，需在秒级时间内实现千兆焦耳能量的精确输出与电流换向;ITER装置则采用了更为复杂的交流/直流变流系统与静态变频电源，要求电网瞬态补偿与无功控制能力达到极高水准。

鉴于系统的非标准化与高技术难度，项目方在选择电源供应商时优先考虑已具备大型聚变设施实绩的单位。此类供应商通常拥有系统级集成能力和关键设备研制经验，如为EAST提供脉冲电源系统的中国科学院电工研究所、为ITER供应变流器单元的法国SPE公司(隶属于CEA)，以及为德国Wendelstein7-X仿星器研制磁体电源的西门子能源。这些机构不仅掌握超大功率变流、脉冲能量管理和电网冲击抑制等核心技术，还深入理解聚变实验中的物理需求，如等离子体不稳定性控制的电源响应特性、超导磁体失超保护时序逻辑等，能够与科研团队协同完成系统设计与接口验证。

因此，在聚变装置电源招标中，拥有成功项目经验和成熟技术积累的供应商具备显著优势。其提供的系统经过实际运行验证，在可靠性、安全性与控制精度方面符合极端工况要求，从而形成较高的行业壁垒。新进入者通常需通过技术合作或模块分包方式参与研制，在逐步积累实绩和信任后，才有可能承担核心子系统供应任务。

二、技术持续迭代，核心供应商有望绑定长期订单

可控核聚变技术目前仍处于研发迭代阶段，技术路线尚未完全收敛。从当前基于托卡马克装置的实验堆(如ITER)、到下一步的示范堆(DEMO)，直至未来商业堆阶段，对电源系统的功率等级、效率、动态响应特性及控制精度等方面提出了逐代提升的严格要求。以磁体电源为例，随着高温超导(HTS)磁体技术的逐步成熟，其对直流电源的电流稳定度和纹波系数的要求显著提高，需达到 ppm(百万分之一)级别的电流控制精度，以保障磁约束等离子体的平衡与稳定。例如，ITER 装置采用基于晶闸管技术的变流系统，其环向场电源可实现高达 ±0.05% 的电流精度;而未来采用全超导磁系统的DEMO堆型，则可能要求电源系统具备更快的故障响应能力和更低的电流波动。

在加热与电流驱动方面，为有效提升能量增益因子(Q值)，中性束注入(NBI)系统需要更高能量、更长脉冲的束流电源，例如ITER的NBI电源系统设计功率达百兆瓦级;而电子回旋共振加热(ECRH)系统则依赖高功率、连续可调的微波源及其高压调制电源，其对频率稳定度和功率效率的要求也日益严格。

因此，聚变电源系统并非静态设备采购市场，而是伴随聚变装置迭代而持续演进的关键子系统，存在显著的“技术拉动”效应。具备领先技术能力和工程经验的核心电源供应商，如为ITER提供磁体电源系统的德国 Siemens 、承担加热电源研制的瑞士 ABB ，以及国内参与CFETR电源预研的中科院合肥物质科学研究院、百极光电等企业，已深入参与当前实验堆的研发与建造过程。这类企业不仅能够持续获取在运装置的升级改造合约(如J-TEXT、EAST等装置电源系统升级)，更有可能以技术合作伙伴身份介入下一代装置的概念设计与工程实施，例如欧盟DEMO电源系统的概念设计已由多家ITER核心供应商联合开展。由此形成的技术协同和项目依存关系将构筑深厚的行业壁垒，“马太效应”突出，早期进入者有望在技术迭代中持续领先并扩大优势。

三、投资规模与项目数量齐升，市场空间广阔

近年来，全球范围内对核聚变领域的投资呈现指数级增长态势，政府与私营部门共同推动该领域进入快速发展阶段。根据国际原子能机构(IAEA)2023年发布的报告，过去五年中，全球对核聚变项目的年度投资总额从2018年的约19亿美元增长至2023年的逾68亿美元，年均复合增长率超过30%。其中，私营资本表现尤为活跃。截至2023年底，全球已有超过40家私营聚变企业，累计融资总额突破70亿美元。代表性企业包括美国的CommonwealthFusionSystems(融资超过18亿美元)、TAETechnologies(融资约12亿美元)以及英国的FirstLightFusion(融资近1.5亿美元)等。

聚变装置本质上属于超大型电源系统集成工程，其设计与建造涉及脉冲功率技术、大容量储能系统、超导磁体供电及高功率能量转换装置等关键技术。以国际热核聚变实验堆(ITER)为例，其脉冲功率电源系统(PulsedPowerElectricalSystem)由飞轮发电机、变流装置和高压开关网络等组成，总储能容量超过3.600GJ，电网输入功率达620MVA，是迄今规模最大的聚变电源系统。尽管未来商业堆可能通过高温超导、模块化设计等方式实现系统紧凑化，但根据欧洲聚变能源发展机构(FusionforEnergy)的估算，一座示范堆(DEMO)级别的电源系统造价仍将介于8亿至15亿美元之间。

当前，全球多个大型聚变项目正处于建设或规划阶段，包括中国的聚变工程实验堆(CFETR)、英国的STEP计划、欧盟的DEMO项目等，此外还有数十个私营公司推动的中小型实验装置。这些项目共同构成了一个具有显著规模且持续扩张的核聚变电源市场。据美国能源部(DOE)和国际能源署(IEA)联合预测，到2040年，全球聚变电源系统年市场规模可能达到200–300亿美元。

市场需求呈现明显的多元化特征：国际大科学工程如ITER需要极高可靠性和定制化程度的超大型电源系统;国家实验室主导的项目倾向于采用成熟且可扩展的技术方案;而私营公司则更关注模块化、低成本和快速迭代的电源产品。因此，能为不同层级客户提供包括高功率脉冲电源、稳态供电系统、磁体电源及能量回收系统等完整解决方案的供应商，将有望在未来数十年中持续受益于这一不断扩大的蓝海市场。

可控核聚变作为人类能源转型的终极方向，正推动一场全球性的科技与产业变革。电源系统作为聚变装置的“心脏”，其技术门槛高、定制化强、迭代需求持续，形成了以历史实绩和系统集成能力为核心壁垒的高端市场。随着各国实验堆、示范堆及商业堆项目的加速落地，电源系统市场空间广阔，技术领先且具备项目经验的供应商将深度绑定长期订单，成为引领这一蓝海市场的关键力量。未来，核聚变电源技术不仅将支撑能源革命的实现，更有望催生万亿级新兴产业链，重塑全球能源科技竞争格局。