瞭望 | 可控核聚變進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化前夜

　　“終極能源”商業(yè)化已不再是科幻設(shè)想，而是進(jìn)入窗口期收窄、路徑分化的產(chǎn)業(yè)化前夜。這場(chǎng)重塑未來能源格局的全球競(jìng)賽，正從實(shí)驗(yàn)室快步走向工程現(xiàn)場(chǎng)

　　實(shí)現(xiàn)可控核聚變商業(yè)化，需要跨越從科學(xué)可行到工程可行，再到商業(yè)可行的歷程。商業(yè)化面前，仍有材料、工程與生態(tài)“三座大山”

　　核聚變商業(yè)化的攻堅(jiān)之路，注定是一場(chǎng)耐力、實(shí)力與戰(zhàn)略定力的綜合較量

　　文 |《瞭望》新聞周刊記者 吳慧珺 戴威

　　聚變工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2025年全球聚變行業(yè)》報(bào)告顯示，過去五年，全球聚變行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，總投資額從2021年的19億美元飆升至97億美元，僅2024年就新增26億美元。

　　當(dāng)美國(guó)公司承諾2028年供電，歐洲制定2040計(jì)劃時(shí)，中國(guó)選擇的是一條兼顧雄心與務(wù)實(shí)、統(tǒng)籌與活力的獨(dú)特路徑。隨著緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置（BEST）穩(wěn)步推進(jìn)，高溫超導(dǎo)材料邁向規(guī)模化量產(chǎn)，AI開始賦能等離子體控制，中國(guó)核聚變產(chǎn)業(yè)化，正構(gòu)建起“技術(shù)突破—產(chǎn)業(yè)升級(jí)—資本重構(gòu)”的完整敘事。

　　“聚變能技術(shù)正在從科學(xué)研究向工程實(shí)踐和商業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)加速邁進(jìn)。”國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)主任單忠德表示。

　　“終極能源”商業(yè)化已不再是科幻設(shè)想，而是進(jìn)入窗口期收窄、路徑分化的產(chǎn)業(yè)化前夜。這場(chǎng)重塑未來能源格局的全球競(jìng)賽，正從實(shí)驗(yàn)室快步走向工程現(xiàn)場(chǎng)。

　　全球競(jìng)逐：三條技術(shù)路線并行

　　目前，實(shí)現(xiàn)可控核聚變主要有三種技術(shù)路線：磁約束核聚變、慣性約束核聚變和磁慣性約束核聚變。

　　2025年10月，合肥未來大科學(xué)城BEST裝置400噸重、18米直徑的杜瓦底座成功落位安裝，計(jì)劃2027年底建成，力爭(zhēng)在2030年實(shí)現(xiàn)全球首次聚變能發(fā)電演示，較國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）的規(guī)劃提前超十年；同月，大科學(xué)裝置“夸父”CRAFT的核心部件偏濾器原型機(jī)通過驗(yàn)收。

　　在地球另一端，美國(guó)Helion Energy公司的首座商用聚變電廠“獵戶座”已破土動(dòng)工；意大利埃尼集團(tuán)與CFS公司簽訂價(jià)值超10億美元的售電協(xié)議；英國(guó)Tokamak Energy完成新一輪融資并公布2034年建成試驗(yàn)工廠的時(shí)間表……

　　2025年下半年，一系列密集的工程進(jìn)展，勾勒出全球三條技術(shù)路線并行的競(jìng)爭(zhēng)格局。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）發(fā)布的《世界聚變能源展望2025》，全球近40個(gè)國(guó)家正推進(jìn)聚變計(jì)劃，處于運(yùn)行、在建或規(guī)劃中的聚變裝置超過160座。這既是科學(xué)競(jìng)賽，更是未來能源主導(dǎo)權(quán)的戰(zhàn)略博弈。

　　磁約束聚變作為當(dāng)前較為成熟的技術(shù)路線，在近兩年迎來密集突破。位于法國(guó)的ITER項(xiàng)目在2025年保持“計(jì)劃與執(zhí)行100%匹配”的最佳績(jī)效，為2028年前完成初始階段目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。其積累的知識(shí)正通過技術(shù)訪問、文檔共享等方式流向私營(yíng)企業(yè)，為全球商業(yè)項(xiàng)目降低技術(shù)門檻。

　　在中國(guó)，磁約束研究已從跟跑轉(zhuǎn)向并跑，乃至部分領(lǐng)跑。全超導(dǎo)托卡馬克“東方超環(huán)”（EAST）創(chuàng)造了1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行的世界紀(jì)錄。據(jù)介紹，中國(guó)“人造太陽”包含超過200項(xiàng)自主創(chuàng)新的核心技術(shù)。這些裝置，正加速從實(shí)驗(yàn)工具向產(chǎn)業(yè)樞紐轉(zhuǎn)型。BEST裝置和“夸父”設(shè)施的突破，更是直接為未來商用堆的關(guān)鍵系統(tǒng)研發(fā)提供工程驗(yàn)證。

　　與此同時(shí)，新一代“人造太陽”“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”實(shí)現(xiàn)原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的“雙億度”等離子體運(yùn)行，挺進(jìn)燃燒實(shí)驗(yàn)階段。

　　慣性約束與多元?jiǎng)?chuàng)新路徑也在加速。美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）在2025年4月實(shí)現(xiàn)目標(biāo)增益超過4的突破，向“凈能量增益”邁進(jìn)關(guān)鍵一步。民營(yíng)企業(yè)異常活躍，美國(guó)Helion Energy與微軟、CFS與谷歌相繼簽署購電協(xié)議，將商業(yè)承諾與工程目標(biāo)深度綁定。這種“訂單驅(qū)動(dòng)研發(fā)”的模式，正在重塑聚變能源的商業(yè)化邏輯。

　　在中國(guó)，民營(yíng)資本正在成為技術(shù)多元化的重要推手。新奧集團(tuán)的“玄龍-50U”球形環(huán)氫硼聚變裝置在全球首次實(shí)現(xiàn)兆安級(jí)氫硼等離子體放電；能量奇點(diǎn)研發(fā)的“經(jīng)天磁體”實(shí)現(xiàn)21.7特斯拉的峰值磁場(chǎng)強(qiáng)度；星環(huán)聚能正通過重復(fù)重聯(lián)和高溫超導(dǎo)技術(shù)，推動(dòng)裝置小型化和快速迭代。

　　東北證券研報(bào)指出，可控核聚變產(chǎn)業(yè)正從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段向商業(yè)示范堆邁進(jìn)，預(yù)計(jì)21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)示范發(fā)電。磁約束因可持續(xù)運(yùn)行能力強(qiáng)、成熟度高，被視為最可能率先實(shí)現(xiàn)商用的方式。這場(chǎng)能源領(lǐng)域的“登月競(jìng)賽”，已進(jìn)入多路線競(jìng)速、工程化驗(yàn)證白熱化的新階段。

  聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施“夸父”（CRAFT）八分之一真空室，偏濾器安裝在真空室內(nèi)部（2025年10月13日攝） 周牧攝/本刊

　　中國(guó)路徑：“三位一體”生態(tài)系統(tǒng)

　　時(shí)間窗口收窄、挑戰(zhàn)重重之下，中國(guó)正以新型舉國(guó)體制統(tǒng)籌優(yōu)勢(shì)融合市場(chǎng)創(chuàng)新活力，探索聚變突圍之路，力求在這場(chǎng)能源革命中實(shí)現(xiàn)從并跑到領(lǐng)跑的跨越。這條路徑的核心，不只是攻克技術(shù)，更是構(gòu)建持續(xù)創(chuàng)新、資源整合、快速迭代的“三位一體”生態(tài)系統(tǒng)。

　　頂層設(shè)計(jì)與政策護(hù)航成為“壓艙石”。2025年，“核聚變能”被明確納入“十五五”規(guī)劃建議前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)的范疇，未來將成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。《中華人民共和國(guó)原子能法》正式頒布，首次將聚變研究寫入國(guó)家法律，從立法層面為其發(fā)展保駕護(hù)航。

　　“政策的大力支持，為產(chǎn)業(yè)提供了清晰的方向和穩(wěn)定的長(zhǎng)期預(yù)期。”單忠德說。未來需加強(qiáng)聚變能相關(guān)學(xué)科專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)，并通過ITER計(jì)劃等國(guó)際大科學(xué)工程，促進(jìn)科技創(chuàng)新人才、專業(yè)技能人才、工程管理人才互學(xué)互鑒、共育共用。

　　“國(guó)家隊(duì)”與“民間隊(duì)”雙輪驅(qū)動(dòng)，形成多元技術(shù)儲(chǔ)備。2025年7月，中核集團(tuán)牽頭組建注冊(cè)資本150億元的中國(guó)聚變能源有限公司，主攻大科學(xué)實(shí)驗(yàn)與材料研制，扛起聚變商業(yè)化“鏈長(zhǎng)”重任。公司總經(jīng)理張立波給出明確的中國(guó)時(shí)間表：2027年開啟聚變能燃燒實(shí)驗(yàn)，2030年左右具備工程實(shí)驗(yàn)堆研發(fā)設(shè)計(jì)能力，2035年左右建成中國(guó)首個(gè)工程實(shí)驗(yàn)堆，到2045年左右能建成我國(guó)首個(gè)商用示范堆。

　　民營(yíng)力量同步在多元技術(shù)路線上探索，打造差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。新奧集團(tuán)聚焦氫硼聚變，該路線雖對(duì)等離子體溫度要求更高，但具備無放射性中子、原料充足的特點(diǎn)，商業(yè)化前景更具優(yōu)勢(shì)。專家指出，商業(yè)資本入局不僅補(bǔ)充資金，更激活行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)活力。

　　構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)，攻克共性技術(shù)難題。中國(guó)正在構(gòu)建“政—產(chǎn)—學(xué)—研—金”協(xié)同的創(chuàng)新聯(lián)合體。在這一戰(zhàn)略框架下，安徽省已率先成立聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)，匯聚200余家企業(yè)、高校與研究機(jī)構(gòu)，搭建產(chǎn)學(xué)研用協(xié)作平臺(tái)，致力于優(yōu)化全產(chǎn)業(yè)鏈布局、集聚創(chuàng)新要素，推動(dòng)打造集原始創(chuàng)新、工程開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與金融賦能于一體的聚變能源產(chǎn)業(yè)集群。與此同時(shí)，國(guó)家層面的重大創(chuàng)新聯(lián)合體也在穩(wěn)步推進(jìn)，中核集團(tuán)牽頭成立的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體成員已擴(kuò)容至38家，并啟動(dòng)“聚變堆超導(dǎo)磁體產(chǎn)業(yè)化”等重點(diǎn)項(xiàng)目，吸引社會(huì)資本參與。

　　資本端，長(zhǎng)期“耐心資本”成為重要支撐。上海、合肥、成都等地國(guó)有資本主動(dòng)布局，引導(dǎo)社會(huì)資本投入早期研發(fā)。“聚變領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程顯著提速，20年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化概率較高。”中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊呼吁。設(shè)立國(guó)家級(jí)聚變專項(xiàng)基金，推動(dòng)多元資本深度參與。通過此類系統(tǒng)性布局，中國(guó)正將雄厚的工程制造能力轉(zhuǎn)化為聚變能源產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　這是一場(chǎng)追尋“終極能源”的世紀(jì)長(zhǎng)征，雖仍需數(shù)十年努力，但2025年的密集突破已然昭示：我們告別了黑暗摸索，望見了隧道盡頭的光亮。

　　站在聚變能源產(chǎn)業(yè)化的“前夜”，最大的確定性在于，這場(chǎng)重塑人類能源基石的突破已不可逆轉(zhuǎn)。中國(guó)能否憑借獨(dú)特制度優(yōu)勢(shì)與產(chǎn)業(yè)韌性率先沖線，不僅關(guān)乎國(guó)家能源安全，更將深刻影響未來全球科技與產(chǎn)業(yè)格局。

　　攻堅(jiān)時(shí)刻：仍須越過“三座大山”

　　實(shí)驗(yàn)室的科研突破引來科學(xué)家們振奮，而工程師們開始計(jì)算建造成本與供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)仍橫亙于前。

　　專家指出，實(shí)現(xiàn)可控核聚變商業(yè)化，需要跨越從科學(xué)可行到工程可行，再到商業(yè)可行的歷程。商業(yè)化面前，仍有材料、工程與生態(tài)“三座大山”。

　　一是基礎(chǔ)科學(xué)與核心材料的根本性瓶頸。實(shí)現(xiàn)聚變能的商業(yè)運(yùn)用，需經(jīng)歷原理探索、規(guī)模實(shí)驗(yàn)、燃燒實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)堆、示范堆、商用堆六個(gè)階段。

　　業(yè)內(nèi)專家表示，中國(guó)核聚變眼下將進(jìn)入“燃燒實(shí)驗(yàn)”階段。即便達(dá)成能量增益（Q>1），離商用發(fā)電仍有不小差距，亟需將增益倍數(shù)提高幾十倍，同時(shí)確保裝置能穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)十年。

　　材料是一大挑戰(zhàn)。專家介紹，第一壁材料需要承受上億攝氏度的高溫等離子體的熱負(fù)荷與中子輻照，目前尚無完美解決方案。更為棘手的是，氚燃料自持循環(huán)技術(shù)。氚在自然界存量極少，必須通過在堆內(nèi)增殖生產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，而這一技術(shù)尚未取得根本突破。

　　二是極端苛刻的工程集成挑戰(zhàn)。托卡馬克裝置是迄今為止人類建造的最復(fù)雜的能源機(jī)器之一，需要將超高真空、強(qiáng)磁場(chǎng)、波加熱、精密控制等系統(tǒng)集成在一個(gè)有限空間內(nèi)，并穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)十年。超導(dǎo)磁體、偏濾器、包層等關(guān)鍵部件的性能與可靠性要求極高。

　　一位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜艺f，“我國(guó)在聚變堆涉及復(fù)雜的核工程與核安全問題等此類工程技術(shù)上的積累較少。”歐美通過ITER等大型項(xiàng)目已形成成熟的工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)在聚變堆的遠(yuǎn)程維護(hù)、事故應(yīng)急響應(yīng)等領(lǐng)域仍需加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備。

　　業(yè)內(nèi)人士介紹，以磁體為例，它是約束“火球”的“繩子”，成本將近整個(gè)裝置的三分之一。高溫超導(dǎo)磁體雖被視為變革性技術(shù)，但其核心材料——第二代高溫超導(dǎo)帶材的批量化制備技術(shù)與性能一致性，仍是當(dāng)前最迫切要解決的難題。

　　三是尚未成熟的產(chǎn)業(yè)生態(tài)與監(jiān)管體系。聚變能商業(yè)化不僅是技術(shù)攻關(guān)，更是一場(chǎng)需要龐大產(chǎn)業(yè)生態(tài)支撐的系統(tǒng)工程。當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之間缺乏緊密銜接，企業(yè)協(xié)同機(jī)制不足，影響了整體效率與創(chuàng)新能力。

　　資金與人才兩大缺口，仍制約商業(yè)化進(jìn)程。全球聚變領(lǐng)域商業(yè)投資已超百億美元，但對(duì)照聚變電站數(shù)千億的預(yù)估建造成本，投入規(guī)模仍相去甚遠(yuǎn)。作為多學(xué)科高度交叉的前沿領(lǐng)域，聚變能行業(yè)的專業(yè)人才儲(chǔ)備明顯不足。全球?qū)用驷槍?duì)聚變電站的監(jiān)管框架尚未成型，安全標(biāo)準(zhǔn)、審批機(jī)制、運(yùn)營(yíng)資質(zhì)等配套制度亟待完善。

　　翻越“三座大山”，從無捷徑可循。這既需要錨定基礎(chǔ)研究持續(xù)深耕，攻克物理與材料領(lǐng)域的終極難題；也考驗(yàn)著國(guó)家尖端工程集成與高端制造的硬核實(shí)力；最終，更取決于能否構(gòu)建資本、人才、政策與產(chǎn)業(yè)鏈深度協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)。核聚變商業(yè)化的攻堅(jiān)之路，注定是一場(chǎng)耐力、實(shí)力與戰(zhàn)略定力的綜合較量。

【責(zé)任編輯:陳聽雨】