中信證券:聚焦技術(shù)進展帶來的超導產(chǎn)業(yè)化提速

中信證券研報表示,超導材料因其獨特性能擁有誘人的應用前景。目前已經(jīng)實現(xiàn)成熟產(chǎn)業(yè)化的低溫超導材料將受益于光伏和醫(yī)療設(shè)備需求的快速增長實現(xiàn)市場放量;超導電力、可控核聚變等下游應用的快速發(fā)展有望帶動高溫超導材料市場規(guī)模大幅提升。學術(shù)界對于室溫超導材料研究的聚焦或?qū)⑼苿映瑢Р牧袭a(chǎn)業(yè)化進程加速。

全文如下

金屬丨超導材料:聚焦技術(shù)進展帶來的超導產(chǎn)業(yè)化提速


(資料圖片僅供參考)

▍超導材料簡介:

超導材料是指在一定溫度下具備“零電阻”和“完全抗磁性”特征的材料。根據(jù)臨界轉(zhuǎn)變溫度的不同,超導材料可以分為低溫超導材料和高溫超導材料。近年來理論性能更加優(yōu)異的室溫超導材料成為學術(shù)界的焦點。受益于下游可控核聚變等行業(yè)的快速發(fā)展,超導材料尤其是高溫超導材料吸引了市場的廣泛關(guān)注,行業(yè)發(fā)展或進入加速期。

超導材料的特殊性能使其在多個領(lǐng)域具備廣闊的應用前景:

1)大電流應用,將超導體應用在長距離輸電線、發(fā)電及儲能領(lǐng)域,從而大幅降低電阻熱效應帶來的能量損耗,提高電力傳輸?shù)男省?/p>

2)電子學應用,超導體用于電子元器件領(lǐng)域?qū)⒖朔犭y的問題,同時大幅提高計算機的運行速度。

3)抗磁性應用,超導體的完全抗磁性可以應用在磁懸浮列車和可控核聚變等領(lǐng)域。

超導材料還可應用于核磁共振成像、超導感應加熱、超導限流器、超導電機等。根據(jù)Conectus預測數(shù)據(jù),2022年全球超導產(chǎn)品市場規(guī)模約為68億歐元,至2027年有望增至192億歐元,2022-2027年CAGR為23%。

低溫超導材料形成成熟產(chǎn)業(yè)鏈,未來將受益于光伏、醫(yī)療等行業(yè)需求增長。

NiTi和Ni3Sn是目前已實現(xiàn)商業(yè)化應用的低溫超導材料,主要用于生產(chǎn)超導磁體,應用于磁共振成像(MRI)、磁控直拉單晶硅技術(shù)(MCZ)、核磁共振譜儀(NMR)、國際熱核聚變實驗堆(ITER)和高能質(zhì)子加速器等行業(yè),在當前超導行業(yè)市場份額超過90%。未來低溫超導材料需求有望受益于光伏行業(yè)的高景氣度和國內(nèi)MRI設(shè)備市場規(guī)模的高增速實現(xiàn)穩(wěn)定增長。

高溫超導材料處于產(chǎn)業(yè)化初期,在可控核聚變等領(lǐng)域應用前景誘人。

以釔鋇銅氧(YBCO)和鉍鍶鈣銅氧(BSCCO)為代表的高溫超導材料的臨界溫度超過77K(液氮溫度),使其具備較傳統(tǒng)低溫超導材料更加溫和的使用環(huán)境。由于高溫超導材料多為陶瓷,加工性能較差且目前成本較高,目前還處于產(chǎn)業(yè)化初期。但其優(yōu)異的性能使其在高溫超導電纜、磁懸浮列車、緊湊型可控核聚變等領(lǐng)域具備廣闊的使用前景。根據(jù)Conectus預測數(shù)據(jù),至2030年,高溫超導材料市場份額有望從當前不足10%提升至25%。

室溫常壓超導是行業(yè)發(fā)展的重要方向,目前仍處于探索階段。

在超高壓條件下合成的部分超導材料的臨界溫度已經(jīng)接近室溫水平,但苛刻的制備條件阻礙了材料的大規(guī)模應用。2023年以來,陸續(xù)有研究團隊報導了室溫超導材料,甚至是常壓條件下制備的室溫超導材料,引發(fā)市場廣泛關(guān)注。但目前上述研究成果均未得到嚴格驗證,室溫常壓超導材料或仍面臨漫長的探索進程。

風險因素:

室溫超導技術(shù)研發(fā)進展不及預期;高溫超導材料產(chǎn)業(yè)化進程不及預期;低溫超導材料應用拓展不及預期;新型超導材料規(guī)?;苽浼夹g(shù)進展不及預期。

投資策略:

超導材料因其獨特性能擁有誘人的應用前景。目前已經(jīng)實現(xiàn)成熟產(chǎn)業(yè)化的低溫超導材料將受益于光伏和醫(yī)療設(shè)備需求的快速增長實現(xiàn)市場放量;超導電力、可控核聚變等下游應用的快速發(fā)展有望帶動高溫超導材料市場規(guī)模大幅提升。學術(shù)界對于室溫超導材料研究的聚焦或?qū)⑼苿映瑢Р牧袭a(chǎn)業(yè)化進程加速。

相關(guān)內(nèi)容