瞭望 | 可控核聚變進入產(chǎn)業(yè)化前夜

　　“終極能源”商業(yè)化已不再是科幻設想，而是進入窗口期收窄、路徑分化的產(chǎn)業(yè)化前夜。這場重塑未來能源格局的全球競賽，正從實驗室快步走向工程現(xiàn)場

　　實現(xiàn)可控核聚變商業(yè)化，需要跨越從科學可行到工程可行，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)化的攻堅之路，注定是一場耐力、實力與戰(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)會發(fā)布的《2025年全球聚變行業(yè)》報告顯示，過去五年，全球聚變行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，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。

　　當美國公司承諾2028年供電，歐洲制定2040計劃時，中國選擇的是一條兼顧雄心與務實、統(tǒng)籌與活力的獨特路徑。隨著緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）穩(wěn)步推進，高溫超導材料邁向規(guī)模化量產(chǎn)，AI開始賦能等離子體控制，中國核聚變產(chǎn)業(yè)化，正構建起“技術突破—產(chǎn)業(yè)升級—資本重構”的完整敘事。

　　“聚變能技術正在從科學研究向工程實踐和商業(yè)應用的目標加速邁進。”國家原子能機構主任單忠德表示。

　　“終極能源”商業(yè)化已不再是科幻設想，而是進入窗口期收窄、路徑分化的產(chǎn)業(yè)化前夜。這場重塑未來能源格局的全球競賽，正從實驗室快步走向工程現(xiàn)場。

　　全球競逐：三條技術路線并行

　　目前，實現(xiàn)可控核聚變主要有三種技術路線：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，合肥未來大科學城BEST裝置400噸重、18米直徑的杜瓦底座成功落位安裝，計劃2027年底建成，力爭在2030年實現(xiàn)全球首次聚變能發(fā)電演示，較國際熱核聚變實驗堆（ITER）的規(guī)劃提前超十年；同月，大科學裝置“夸父”CRAFT的核心部件偏濾器原型機通過驗收。

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

　　2025年下半年，一系列密集的工程進展，勾勒出全球三條技術路線并行的競爭格局。根據(jù)國際原子能機構（IAEA）發(fā)布的《世界聚變能源展望2025》，全球近40個國家正推進聚變計劃，處于運行、在建或規(guī)劃中的聚變裝置超過160座。這既是科學競賽，更是未來能源主導權的戰(zhàn)略博弈。

　　磁約束聚變作為當前較為成熟的技術路線，在近兩年迎來密集突破。位于法國的ITER項目在2025年保持“計劃與執(zhí)行100%匹配”的最佳績效，為2028年前完成初始階段目標奠定基礎。其積累的知識正通過技術訪問、文檔共享等方式流向私營企業(yè)，為全球商業(yè)項目降低技術門檻。

　　在中國，磁約束研究已從跟跑轉(zhuǎn)向并跑，乃至部分領跑。全超導托卡馬克“東方超環(huán)”（EAST）創(chuàng)造了1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行的世界紀錄。據(jù)介紹，中國“人造太陽”包含超過200項自主創(chuàng)新的核心技術。這些裝置，正加速從實驗工具向產(chǎn)業(yè)樞紐轉(zhuǎn)型。BEST裝置和“夸父”設施的突破，更是直接為未來商用堆的關鍵系統(tǒng)研發(fā)提供工程驗證。

　　與此同時，新一代“人造太陽”“中國環(huán)流三號”實現(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”等離子體運行，挺進燃燒實驗階段。

　　慣性約束與多元創(chuàng)新路徑也在加速。美國國家點火裝置（NIF）在2025年4月實現(xiàn)目標增益超過4的突破，向“凈能量增益”邁進關鍵一步。民營企業(yè)異常活躍，美國Helion Energy與微軟、CFS與谷歌相繼簽署購電協(xié)議，將商業(yè)承諾與工程目標深度綁定。這種“訂單驅(qū)動研發(fā)”的模式，正在重塑聚變能源的商業(yè)化邏輯。

　　在中國，民營資本正在成為技術多元化的重要推手。新奧集團的“玄龍-50U”球形環(huán)氫硼聚變裝置在全球首次實現(xiàn)兆安級氫硼等離子體放電；能量奇點研發(fā)的“經(jīng)天磁體”實現(xiàn)21.7特斯拉的峰值磁場強度；星環(huán)聚能正通過重復重聯(lián)和高溫超導技術，推動裝置小型化和快速迭代。

　　東北證券研報指出，可控核聚變產(chǎn)業(yè)正從實驗驗證階段向商業(yè)示范堆邁進，預計21世紀中葉實現(xiàn)示范發(fā)電。磁約束因可持續(xù)運行能力強、成熟度高，被視為最可能率先實現(xiàn)商用的方式。這場能源領域的“登月競賽”，已進入多路線競速、工程化驗證白熱化的新階段。

  聚變堆主機關鍵系統(tǒng)綜合研究設施“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

　　中國路徑：“三位一體”生態(tài)系統(tǒng)

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

　　頂層設計與政策護航成為“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)濟增長點。《中華人民共和國原子能法》正式頒布，首次將聚變研究寫入國家法律，從立法層面為其發(fā)展保駕護航。

　　“政策的大力支持，為產(chǎn)業(yè)提供了清晰的方向和穩(wěn)定的長期預期。”單忠德說。未來需加強聚變能相關學科專業(yè)建設和人才培養(yǎng)，并通過ITER計劃等國際大科學工程，促進科技創(chuàng)新人才、專業(yè)技能人才、工程管理人才互學互鑒、共育共用。

　　“國家隊”與“民間隊”雙輪驅(qū)動，形成多元技術儲備。2025年7月，中核集團牽頭組建注冊資本150億元的中國聚變能源有限公司，主攻大科學實驗與材料研制，扛起聚變商業(yè)化“鏈長”重任。公司總經(jīng)理張立波給出明確的中國時間表：2027年開啟聚變能燃燒實驗，2030年左右具備工程實驗堆研發(fā)設計能力，2035年左右建成中國首個工程實驗堆，到2045年左右能建成我國首個商用示范堆。

　　民營力量同步在多元技術路線上探索，打造差異化競爭優(yōu)勢。新奧集團聚焦氫硼聚變，該路線雖對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，商業(yè)化前景更具優(yōu)勢。專家指出，商業(yè)資本入局不僅補充資金，更激活行業(yè)競爭活力。

　　構建協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)，攻克共性技術難題。中國正在構建“政—產(chǎn)—學—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，匯聚200余家企業(yè)、高校與研究機構，搭建產(chǎn)學研用協(xié)作平臺，致力于優(yōu)化全產(chǎn)業(yè)鏈布局、集聚創(chuàng)新要素，推動打造集原始創(chuàng)新、工程開發(fā)、產(chǎn)業(yè)應用與金融賦能于一體的聚變能源產(chǎn)業(yè)集群。與此同時，國家層面的重大創(chuàng)新聯(lián)合體也在穩(wěn)步推進，中核集團牽頭成立的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體成員已擴容至38家，并啟動“聚變堆超導磁體產(chǎn)業(yè)化”等重點項目，吸引社會資本參與。

　　資本端，長期“耐心資本”成為重要支撐。上海、合肥、成都等地國有資本主動布局，引導社會資本投入早期研發(fā)。“聚變領域產(chǎn)業(yè)化進程顯著提速，20年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化概率較高。”中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊呼吁。設立國家級聚變專項基金，推動多元資本深度參與。通過此類系統(tǒng)性布局，中國正將雄厚的工程制造能力轉(zhuǎn)化為聚變能源產(chǎn)業(yè)的整體競爭優(yōu)勢。

　　這是一場追尋“終極能源”的世紀長征，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，這場重塑人類能源基石的突破已不可逆轉(zhuǎn)。中國能否憑借獨特制度優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)韌性率先沖線，不僅關乎國家能源安全，更將深刻影響未來全球科技與產(chǎn)業(yè)格局。

　　攻堅時刻：仍須越過“三座大山”

　　實驗室的科研突破引來科學家們振奮，而工程師們開始計算建造成本與供應鏈風險時，現(xiàn)實的挑戰(zhàn)仍橫亙于前。

　　專家指出，實現(xiàn)可控核聚變商業(yè)化，需要跨越從科學可行到工程可行，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”。

　　一是基礎科學與核心材料的根本性瓶頸。實現(xiàn)聚變能的商業(yè)運用，需經(jīng)歷原理探索、規(guī)模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆、商用堆六個階段。

　　業(yè)內(nèi)專家表示，中國核聚變眼下將進入“燃燒實驗”階段。即便達成能量增益（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，同時確保裝置能穩(wěn)定運行數(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。氚在自然界存量極少，必須通過在堆內(nèi)增殖生產(chǎn)并實現(xiàn)循環(huán)利用，而這一技術尚未取得根本突破。

　　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雜的能源機器之一，需要將超高真空、強磁場、波加熱、精密控制等系統(tǒng)集成在一個有限空間內(nèi)，并穩(wěn)定運行數(shù)十年。超導磁體、偏濾器、包層等關鍵部件的性能與可靠性要求極高。

　　一位相關領域?qū)＜艺f，“我國在聚變堆涉及復雜的核工程與核安全問題等此類工程技術上的積累較少。”歐美通過ITER等大型項目已形成成熟的工程規(guī)范和標準，而我國在聚變堆的遠程維護、事故應急響應等領域仍需加強技術儲備。

　　業(yè)內(nèi)人士介紹，以磁體為例，它是約束“火球”的“繩子”，成本將近整個裝置的三分之一。高溫超導磁體雖被視為變革性技術，但其核心材料——第二代高溫超導帶材的批量化制備技術與性能一致性，仍是當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)化不僅是技術攻關，更是一場需要龐大產(chǎn)業(yè)生態(tài)支撐的系統(tǒng)工程。當前，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)化進程。全球聚變領域商業(yè)投資已超百億美元，但對照聚變電站數(shù)千億的預估建造成本，投入規(guī)模仍相去甚遠。作為多學科高度交叉的前沿領域，聚變能行業(yè)的專業(yè)人才儲備明顯不足。全球?qū)用驷槍圩冸娬镜谋O(jiān)管框架尚未成型，安全標準、審批機制、運營資質(zhì)等配套制度亟待完善。

　　翻越“三座大山”，從無捷徑可循。這既需要錨定基礎研究持續(xù)深耕，攻克物理與材料領域的終極難題；也考驗著國家尖端工程集成與高端制造的硬核實力；最終，更取決于能否構建資本、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)化的攻堅之路，注定是一場耐力、實力與戰(zhàn)略定力的綜合較量。

【責任編輯:陳聽雨】