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全球核聚变能产业进入“赛马”时间

来源:光明网2026-02-04 17:17

全球核聚变能产业进入“赛马”时间

  图为新一代人造太阳“中国环流三号”王雨萌/摄

  求才若渴的企业全球招聘、商业化核聚变装置首次百秒运行、新一代高温超导材料实现突破、产业链密集路演、民企融资刷新纪录、项目招标迎来高峰……近段时间,核聚变能(以下简称“聚变能”)产业在国家战略布局、研发突破与资本加持等多重作用下,持续呈现“烈火烹油”之势。

  作为人类和平利用核能的重要路径之一,聚变能具有能量密度大、原料资源丰富、放射性污染低、固有安全性好等突出优势,被视为解决能源危机和气候变化问题的“终极能源”,是重塑全球能源供应格局、保障国家能源安全与战略自主性、带动全社会进步发展的关键赛道。

  我国高度重视聚变能发展,于上世纪80年代确立“热堆—快堆—聚变堆”核能“三步走”发展战略,1984年至今陆续建成各类科学装置,聚变能加速从科学研究迈向工程和商业应用目标。

  从“十四五”时期重点关注的未来能源技术,到“十五五”规划建议锁定为前瞻布局的未来产业,顶层设计的战略升维,推动聚变能产业在“国家队引领、民企积极补位、产业多元协同”模式下,呈现百花齐放、产业生态加速构建的“赛马”格局。

  面向“十五五”,建设能源强国目标清晰,清洁低碳安全高效的新型能源体系正加速构建,扮演未来能源发展新引擎的聚变能产业,如何以竞争促发展、以协同促创新、以合作攻短板,让“人造太阳”早日照进现实、造福社会,答案藏在科研一线和市场投资热潮之中。

  全球竞速——

  中国多路径研发刷新“进度条”

  从科学研究走向商业化应用,聚变能研发需经历科学可行性、工程可行性、商业可行性三个阶段。基于70多年的科研探索,当前科学可行性阶段已基本完成,全球聚变能发展进入工程验证与商业化探索的关键窗口,主要经济体均瞄准聚变能发电加速布局商业化项目。

  国际原子能机构发布的《聚变能源展望2025》显示,目前有40个国家正积极推进聚变计划,处于运行、建设或规划中的聚变装置超过160座,既包括近期将进行示范的中试厂,也有为未来产业部署铺路的更大规模设施。磁约束(如托卡马克)和惯性约束(如激光点火)是技术主流。

  作为全球核能发展最快、规模最大的国家之一,过去40多年,我国立足核能“三步走”战略,持续推动聚变能发展,各类聚变装置不断涌现,目前正按照“实验堆—示范堆—商用堆”计划,在聚变能物理基础、材料科学、工程建造、设备研制等领域持续深耕细作。

  中国工程院院士、国家原子能机构主任单忠德介绍,我国先后建成核聚变科学设施“中国环流1号”(HL-1)、全超导非圆截面托卡马克装置“东方超环”(EAST)、新一代人造太阳“中国环流3号”(HL-3),并不断取得科学突破。同时,中国“玄龙-50U”“洪荒-70”“中国联合球形托卡马克2号”(SUNIST-2)等中小型聚变实验装置,聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)、紧凑型聚变能实验装置(BEST)等大科学工程装置建设正在稳步推进,为聚变能关键系统设计验证、工程实验和测试评估搭建更多、更好的国际合作平台。

  核工业西南物理研究院(以下简称“西物院”)原院长刘永认为,我国开展可控核聚变研究50多年,核聚变技术已实现从跟跑到并跑、部分技术达到领跑。

  作为全球首个全超导托卡马克装置,EAST于2025年1月实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,大幅刷新世界纪录。2025年3月,“中国环流三号”首次实现原子核、电子温度“双亿度”运行,综合参数聚变三乘积实现大幅跃升,标志着我国核聚变研究挺进燃烧实验。此外,“玄龙-50U”继2025年实现高温高密度百万安培(兆安)等离子体电流、秒量级1.2T磁场条件后,近日在全球范围内首次实现氢硼等离子体的高约束模(H模)放电。“洪荒70”近期在实验中两次刷新稳态长脉冲高约束等离子体运行时间…………

  “全球聚变能发展呈现‘多路线竞跑’的鲜明特征,竞争已从传统的托卡马克单一路径,拓展至场反位形、仿星器、Z箍缩、惯性约束等多种技术方案的并行探索。”中国科学院院士、国际核能院院士、国际能源署聚变能核技术执委会主席吴宜灿告诉《中国能源报》记者,“这些技术路线并行发展,形成‘赛马’格局,未来真正的赢家,是能提供安全、可靠且具经济竞争力能源的方案。”

  北京大学应用物理与技术研究中心研究员康炜也认为,当前聚变能的多元研发格局,意味着其从原来“串行”研发模式进入不同技术“并行”探索、综合推进的状态,“这将大幅缩短到达下一个关键节点的时间”。

  相比国际同行,我国聚变能研发有哪些优势?吴宜灿表示:“首先,国家层面的长期稳定支持和长远规划,保证了研究的连续性。其次,持续的科研深耕与装置平台建设,积累了大量的等离子体实验装置建设、调试与运行经验。第三,我国拥有完整的工业体系,能够在材料、超导、真空、大功率电源及核技术等领域为聚变装置提供关键技术支持。”

  投资涌入——

  产业创新生态加速构建

  聚变能火热,亟需投资,也吸引投资。

  1月12日,国内民营聚变企业单笔融资创造新纪录——星环聚能完成10亿元A轮融资。上一次纪录,是诺瓦聚变2025年创造的5亿元天使轮融资。

  《中国能源报》记者粗略统计,2015年以来,我国先后创立近20家聚变能创新公司,80%为民营企业。这些企业中,目前至少有10家获得融资,公开融资总额超过200亿元。

  欧洲聚变能组织(F4E)2025年年底发布的《全球核聚变领域投资》报告显示,美国以42家公司和69亿欧元融资额位居第一,占全球资金的53%。中国以8家公司和44亿欧元融资额,占全球资金的34%,位居第二。报告指出,美国由风险投资主导创新研发,中国由国家引导战略布局,欧盟投资呈现公私协同的混合模式。中国通过国家主导的资源配置和产业规划,确保了聚变能源发展的战略性和系统性。

  看向国内——

  “国家队”体量大。2025年,中核集团在西物院基础上牵头组建成立中国聚变能源有限公司(以下简称“中国聚变”),开创“央企牵头、国资助力、产业基金参与”新模式,成立即实现百亿元级融资。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所磁约束核聚变领域唯一成果转化平台——聚变新能(安徽)有限公司2023年成立,由地方政府、央企、科研院所及社会资本共同持股,注册资本已由成立之初的50亿元增至145亿元。

  民营企业有活力。新奥集团自2017年启动聚变能研究累计投入资金超40亿元,能量奇点近年先后两轮融资累计超8亿元,东昇聚变完成数亿元天使轮融资……

  “央企牵头、国资助力、社会资本参与的新模式打破了过去重大科研项目由国家包揽的传统,为民营企业打开了大门。”新奥集团能源研究院院长刘敏胜告诉《中国能源报》记者:“民营企业既能依托‘国家队’平台资源和政策优势,也能发挥灵活高效的机制,开展差异化创新,这种协同互补的良性互动生态将极大加速聚变能技术成果从实验室走向市场转化。”

  值得注意的是,国有资本投注,折射聚变能作为未来产业在各地加速布局。上海市财政全额出资的上海未来产业基金,设立1年多即投资星环聚能、东昇聚变、中国聚变等公司。合肥产投集团联合科学城以及社会资本共同发起设立的合肥未来聚变能创投基金,直接面向聚变能关键技术与核心环节。四川聚变产投近日正式运营,赋能成都天府新区聚变科创城加速产城融合。

  “我国聚变能产业发展模式由过去以‘国家队’为主,转变为‘国家队’与民营资本并行驱动,融资与人才加速流动。”吴宜灿指出,“特别是风险投资支持的创新企业,以敏捷的机制和强烈的商业导向,正试图压缩研发周期,推动整个领域的商业化进程,但这并不意味着能绕过关键物理与工程门槛,落地节奏需要在尊重科学、工程和商业规律基础上稳扎稳打。”

  吴宜灿认为,当前我国核聚变产业链生态正处于从“基础科研驱动”向“未来产业驱动”转型的孕育早期,应以企业为创新主体打造核聚变产业链。“早前聚变发展以科研院所和高校为主推动,但从科研到产业非常难。科研关注科学技术是否创新、参数指标是否领先,产业发展阶段更关注系统性、安全性、可靠性和经济性,更需要将科研思维转变为市场思维、社会思维。”

  直面挑战——

  脚踏实地克服商业化阻碍

  可控核聚变是迄今人类尝试构建的最复杂能源系统之一,聚变能发电要迈过原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆多道“关卡”。近两年来,国内外不少聚变能“新秀”公司宣布,将在2030年前实现聚变发电。

  对此,吴宜灿直言:“聚变能商业可行性阶段尚未真正启动。聚变技术领域的专家普遍认为,2030年前实现聚变发电不太切实际,进展并不会像期望的那样迅速,我们离真正实现聚变能应用还有很多科学未知和关键技术挑战需要探索。”

  吴宜灿进一步解释,决定聚变能技术路线成败的关键,不仅是物理参数的突破,更是工程上的可靠性与经济性。“我们会为‘1亿摄氏度’或者‘1000秒’这样的科学里程碑欢欣鼓舞,但一个能商用的聚变堆,必须同时回答能否稳定、安全、高效、经济地发电等问题,并且这涉及一系列更复杂的工程技术问题——材料能否在极端环境下长期工作?系统是否安全可靠?维护是否便捷?整个系统的建造成本和发电效率能否与未来能源市场竞争?”

  在2025年10月举行的第30届聚变能国际大会上,单德忠就曾指出,当前聚变商业化还面临等离子体稳态燃烧、耐高温材料、强场超导磁体、氚燃料自持等科学和工程技术难题,以及产供链成熟性、经济可承受性、投资可持续性、监管可适配性等产业生态建设问题。

  2024年9月,在国内一场核科普活动上,刘永坦言磁约束核聚变面临三大科学与技术挑战——燃烧等离子体稳态自持运行问题、抗辐照材料问题、氚增殖与自持循环问题。

  “对核聚变,我们需要有点耐心。”刘永说,做好规划,保持定力,正视挑战,逐步突进,目标必达。“以实验堆为先导逐步开展示范堆和商用堆建设,是加快核聚变能应用的必经之路。”

  刘敏胜也感慨:“必须清醒认识到,聚变能在技术上仍面临巨大挑战,围绕技术人才和供应链的国际竞争将日趋白热化。”

  不过,困难并非“死结”,人工智能、高温超导等新兴技术正悄然推进聚变能商业化进程。

  “人工智能与聚变结合极具潜力,可能带来聚变技术突破。”吴宜灿指出,“AI能通过大数据分析,在复杂的物理实验中揭示新规律,并有望极大加速面向极端环境的新材料设计与研发进程,实现等离子体实时、精准的主动控制,并在提高聚变装置可靠性、经济性方面有很大应用前景。”

  目前,从超导材料、低温制冷到磁体设计与制造,强场磁体技术的上下游产业链正在日趋完整。“持续加大对磁约束聚变,协同上下游产业链共同攻关,是克服当前障碍、最终实现聚变能源商业化的必由之路。”刘敏胜说。

  抛开技术,针对聚变能中短期发展,康炜认为,产业健康发展应遵循一个重要原则——首先要有“托底”路径,能够承载技术体系的平稳发展和延续。“目前看,资本是激进的,但国家布局更强调积极稳健发展。产业需要‘国家队’来平衡和‘托底’,以此在突破当前瓶颈后为新起点上的再出发更好地积蓄力量,或在投资周期告一段落时尽可能保留周期内积聚的人才队伍以及所承载的第一手经验。”

  受访专家一致认为,“十五五”规划建议为聚变能产业发展带来应对挑战的底气和抓住机遇的信心。中国的制度优势、市场优势和人才优势,将带来资本涌入、政策配套完善以及更活跃的国际合作,这些都将为聚变能产业在全球竞速中保持实力筑牢底盘。朱学蕊 仝晓波

[ 责编:肖春芳 ]
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