客服热线:13262233810

核聚变第一度电,还有多远?

   2026-10-27 北极星核电网 131 0
核心提示:2026年,“十五五”规划将核聚变能列入未来产业重点方向,《中华人民共和国原子能法》正式施行,核聚变能政策与法律框架基本成型,为推进其工程化、产业化奠定制度基础。技术突破强化了工程可行性。合肥、成都、上海

2026年,“十五五”规划将核聚变能列入未来产业重点方向,《中华人民共和国原子能法》正式施行,核聚变能政策与法律框架基本成型,为推进其工程化、产业化奠定制度基础。

技术突破强化了工程可行性。合肥、成都、上海等地的多条技术路线已相继取得突破。高温超导磁体技术的发展推动紧凑型聚变装置开发从理论走向现实。人工智能(AI)在等离子体运行监测与控制中展现潜力。

资本与需求侧信号同步增强。全球聚变投融资规模创下新高,中国核聚变一级市场融资活跃。人工智能数据中心对稳定清洁电力的需求,使科技巨头开始将聚变纳入可预期的能源采购框架。

但挑战不容忽视:物理可行性尚未完全验证,供应链与监管标准仍待完善。技术突破与工程验证的“节奏差”,仍在考验产业耐心。从科学可行性到工程可行性,再到经济可行性,核聚变能商业化应用仍需大步跨越。这需要政府、科研机构、企业、资本形成合力,构建高效、开放、共赢的产业生态。

在国家战略与产业链布局的双重驱动下,我国核聚变能如何尽快进入工程示范阶段?多技术路线并行格局下,国家队与民营企业如何形成合力?资本以何种逻辑参与长周期赛道?距离核聚变能商业发电,还有哪些必须跨越的关卡?

政策频频推动

聚变技术进入战略关键期

“十五五”规划前瞻布局,提出推动核聚变能成为新的经济增长点,标志着核聚变能从长期基础研究正式纳入国家战略性未来产业布局。可控核聚变被列为国家前沿科技攻关重大工程项目,上升为国家战略科技力量布局的核心赛道之一。“十五五”时期成为我国核聚变能技术从科学实验全面转向工程化、产业化的战略关键期。

2026年1月15日,《中华人民共和国原子能法》正式施行,明确“鼓励和支持受控热核聚变的科学研究与技术开发”。

6月,国家发展改革委与国家能源局印发的《新型能源体系建设“十五五”规划》明确提出,将‌可控核聚变‌列为未来能源技术创新发展的重点方向,强化其理论研究和技术创新。

8月25日,在2026核聚变能大会暨核聚变活动周开幕式上,科技部相关负责人表示,我国始终高度重视核聚变能创新发展,面对未来发展的挑战,要坚定信心,尊重科学规律,求真务实、开拓创新,充分发挥新型举国体制优势,合力攻坚,加快推进核聚变技术工程化、产业化。

新型举国体制优势充分发挥,聚变能商业化进程率先推进。2023年5月,作为我国核聚变能商业化的重要实施主体平台之一,聚变新能(安徽)有限公司成立。该公司按照“紧凑型聚变能实验装置(BEST)—聚变工程示范堆—首个商业聚变堆”三步走战略,系统布局实验研究、工程示范及商业化应用的全链条发展路径。

在实施层面,中核集团聚变领域首席科学家段旭如给出了清晰的时间表:根据当前国内的技术研发和创新发展水平推演,预计2027年可开启聚变燃烧实验研究,2030年左右具备我国首个工程实验堆的研发设计建造能力,2035年左右建成工程实验堆,2045年左右建成商用示范堆。这条“燃烧实验—工程实验堆—商用示范堆—商用堆”的路径,将聚变从“终极能源”概念转化为可追踪、可考核的工程节点。科技部中国国际核聚变能源计划执行中心相关负责人在2026中关村论坛上提出,“核聚变能正加速从科学研究向工程示范迈进”。她同时透露,我国通过参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划,已初步形成核聚变产业链,直接培育了1家科创板上市公司,助推3家公司上市,牵引21家企业走向国际市场。

从“大科学”到“可工程化”,核聚变能制度通道已经打开,工程节点渐次清晰。

多元路线并进

让“人造太阳”加速照进现实

当前,我国聚变领域技术路线呈现“托卡马克为主、多路径并行”的战略布局。从技术实现方式看,磁约束、惯性约束以及多种新型和混合约束方案同步推进。磁约束聚变包括托卡马克(含球形托卡马克)、仿星器;惯性约束聚变包括激光聚变、Z箍缩;磁惯性约束聚变的典型方案如反位形(Field-Reversed Configuration, FRC)等。燃料路线方面,氘氚、氘氘、氘氦3、氢硼等均有布局,其中氘氚为当前装置环节的主流路线,氢硼等先进燃料路线亦有企业先行探索。

国家战略落地为产业行动,需要具体实践作为载体。在空间布局上,合肥、上海、成都三地以不同的路径切入聚变产业,形成差异化布局。

合肥以四十余年聚变研究积累为基础,把大科学装置的技术势能转化为产业动能。这里集聚着中国科学院等离子体物理所建设的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)、紧凑型聚变能实验装置、聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)等大科学装置,是国内磁约束聚变基础研究实力最强的区域。2025年1月,EAST实现1亿摄氏度1066秒高约束模式等离子体运行,创造了“十四五”期间第五次世界纪录,推动聚变能从前沿基础研究转向工程实践,向应用化迈进了一大步。2026年6月,CRAFT项目完成全球最大聚变堆超导磁体验收,为聚变工程示范堆奠定基础;BEST装置按计划推进,目标为2030年前后开展聚变发电演示。聚变新能(安徽)有限公司作为链主企业,正推动BEST从装置走向工程化。同时,产业生态的集聚效应已经显现。合肥已汇聚70余家产业链企业,规划建设2.3万亩聚变科创示范区。2026年1月,聚变金融机构联盟在此成立,130家金融机构及创新平台集结,“科学—产业—资本”闭环加速形成。从“科学高地”到“产业策源地”,合肥押注的是大科学装置不可替代的工程牵引力,布局的是以装置建设牵引供应链、以链主企业集聚产业链、以金融联盟匹配长周期资本的系统性路径。

上海的模式是“链主企业加资本平台”。2025年7月,注册资本150亿元的中国聚变能源有限公司在上海挂牌。作为中核集团直属二级单位,该公司定位为推进聚变工程化、商业化的创新主体。该公司将在上海新建全球首个高温超导强场稳态燃烧聚变实验平台“中国环流四号”,系统验证聚变复杂环境下25T高温超导强场磁体的可靠性。上海国投公司作为市级国有资本投资平台,对聚变能产业链上下游开展系统布局,累计投资超10亿元、撬动近百亿元社会资本投向核聚变能领域。目前上海可控核聚变行业的累计融资已经接近180亿元。

成都则选择了“多技术路线并行”的科创城模式。天府新区聚变科创城是全国首个获国际原子能机构认可、以聚变能源为主导产业的创新之城,构建“1+3”产业创新体系,布局核聚变技术研发基地、电磁驱动聚变大科学装置、准环对称仿星器等重大项目。其中,西南交通大学牵头研制的中国首台准环对称仿星器(CFQS),将与托卡马克路线形成技术互补,为先进磁约束聚变技术的突破提供核心支撑。试验期间,该项目取得研究进展,首次获得超高精度准环对称磁场位形,填补了国内仿星器研究空白。此外,核工业西南物理研究院研发的新一代人造太阳“中国环流三号”在国内首次实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的双亿摄氏度运行,综合参数聚变三乘积实现大幅跃升,标志着我国聚变研究正式进入燃烧实验阶段。

三种模式的深层差异在于对不确定性的不同应对方式:合肥押注装置工程的确定性推进,上海撬动资本杠杆的放大效应,成都则以互补路线拓展技术空间。三者并非同质竞争,而是构成了一个工程、资本、路线相互补位的结构。

国家队回答“行不行”

民企回答“划不划算”

国家队与民营企业之间正在形成一种相互配合的关系。国家队在战略装置上推进,回答“聚变能这项物理研究行不行得通”的问题。以EAST为代表的大科学装置,其核心使命是验证等离子体自持燃烧的物理可行性。

同时,国家队的平台为民营企业提供了试验机会。BEST装置作为“中试平台”,将集成验证十余类聚变堆单元技术,其供应商体系已吸纳多家民营企业参与核心部件研制。中国科学院等离子体物理研究所已与50多个国家的120余家单位建立了合作关系,并在2025年11月24日正式启动了燃烧等离子体国际合作大科学计划。新奥集团能源研究院相关负责人表示,民营企业既能依托国家队平台资源和政策优势,也能发挥自身机制灵活高效的优势,开展差异化创新。双方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。

而民营企业回答的是另一道题:聚变能商业化这门生意到底能不能做?成立于2021年的商业核聚变公司能量奇点能源科技(上海)有限公司是国内首家商业化民营核聚变能装置公司。该公司自主研发的全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”实现1337秒稳态长脉冲运行,刷新了商业核聚变世界纪录。该公司相关负责人认为,要让聚变走出实验室,必须结合工程、商业与系统集成。星环聚能采用高温超导加球形托卡马克路线,通过磁场与结构优势大幅降低装置造价。诺瓦聚变走小型模块化反应堆(FRC-SMR)路线,单台50兆瓦机组造价约1亿美元,目标度电成本降至约1美分。新奥聚变聚焦球形环氢硼聚变,计划2027年底建成“和龙-2”装置、2030年演示氢硼聚变发电。

国泰海通证券首席分析师徐强认为,在推进聚变商业化方面,中国的优势在于技术路线全覆盖、工程化推进速度快,且形成了国企与民企协同发力的灵活机制,有效提升了技术迭代效率

瓶颈依然存在

未来4年将成关键期

技术层面,高温超导与AI正在从两个方向同时推动聚变研发加速。

中国科学院院士、中国科学院电工所研究员王秋良指出,高温超导解决的是“造得出”的问题,AI解决的是“控得住”的问题。中国科学院等离子体物理研究所已在EAST装置上全面使用自主研发的等离子体控制系统,相关AI模型在关键等离子体参数预测上已达到较高准确率。在国际上,人工智能研究实验室谷歌深度思维(Google DeepMind)已与CFS达成合作,为其开发AI等离子体控制系统。2026年3月,国内首家专注于人工智能赋能可控核聚变技术(AI for fusion)的科技公司新烛时代完成6000万元天使轮融资,由中科创星、鼎峰科创联合领投。

10月1日,紧凑型聚变能实验装置项目园区 提前交付使用。

然而,技术突破的同时,困难与瓶颈依然存在。

第一,燃烧等离子体稳态自持运行尚未实现。聚变能商业化的核心前提是实现燃烧等离子体的稳态自持运行。当自加热成为主导机制时,等离子体的温度和密度分布不再由外部控制手段直接决定,而是由内部的自组织过程决定。中国聚变能源有限公司总工程师钟武律指出,燃烧等离子体稳态自持运行排在三大共性难点首位。

第二,材料瓶颈尤为突出。中国聚变能源有限公司董事长刘叶给出了具体数字:聚变堆材料要遭受比裂变堆高两个数量级的高能中子辐照,按照30年寿命计算,材料需要承受150个位移每原子(DPA)的辐照剂量,而能够耐受这种高能中子辐照的材料目前还没有。

第三,氚自持循环面临严峻挑战。氚在自然界中存量极为稀少,难以直接获取,需要在反应堆中通过中子与锂反应在线生产,但在四五百摄氏度的高温下,不锈钢对氚几乎没有包容能力。中国工程物理研究院研究员汪小琳提供数据显示,目前国际市场上氚的价格为每克3万美元左右,按照一个500兆瓦的聚变堆每天烧掉六七十克氚计算,仅燃料成本就难以承受。

第四,供应链规模化与一致性仍是短板。聚变产业链对部件性能的要求处于工业能力的极限区间。超导磁体需要同时承受电磁力与热应力,真空室需要满足超高真空环境要求,依赖精密焊接工艺。企业想要能够进入供应链,往往需要经过数年的工艺验证。

第五,人才与监管体系尚在建设中。磁约束聚变堆涉及众多学科领域的交叉,对跨学科工程人才提出极高要求。监管方面,生态环境部核与辐射安全中心专家在今年7月的一次学术论坛上指出,聚变监管的核心挑战在于“构建既能保障安全底线又不抑制前期创新的体系”。目前,生态环境部已于2026年7月就《氘氚聚变实验装置安全分析工作指南(征求意见稿)》公开征求意见,但完整的监管法规标准体系尚在建设之中。

国际热核聚变实验堆的工程进展提供了重要参照。作为实验堆,ITER的建设已历时数十年。未来,从实验堆到商业示范堆再到商用堆的每一步,都需要在时间、成本和可靠性之间做出权衡。

聚变能产业从不缺惊喜,缺的是兑现。

2027年将是第一张成绩单的揭晓时刻:国家队的“中国环流三号”综合参数能否提升2~3倍?民营企业的Q值(能量增益因子)目标能否实现?它们将首次以明确的工程成果检验两条路线的可行性。

核聚变能是面向未来的战略科技,也是一项长期而艰巨的系统工程。业内人士认为,核聚变产业的竞争关键在于谁先建成一个可持续运转的聚变工业体系。这个体系需要的不只是基础理论的突破,更是材料科学、精密制造、供应链管理和监管制度的系统性突破。我国具备庞大的制造业基础和超导材料产业积累,这为率先建成可持续运转的聚变工业体系、在全球聚变产业竞争中占据先机,提供了有利条件。在此之前,核心部件的批量化生产能力、供应链的自主可控程度,以及商业化路线的技术可行性,都将持续成为市场关注的重点。


(责任编辑:小编)
下一篇: 暂无
上一篇:

电力系统如何拥抱聚变能产业?

反对 0 举报 0 收藏 0 打赏 0 评论 0
免责声明
• 
本文仅代表作者个人观点,本站未对其内容进行核实,请读者仅做参考,如若文中涉及有违公德、触犯法律的内容,一经发现,立即删除,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们1050519404@qq.com
0 条相关评论