- 聚變能納入“十五五”發(fā)展藍(lán)圖 產(chǎn)學(xué)研各方共推產(chǎn)業(yè)破局
- 2025年10月28日來源:中國證券報
提要:隨著聚變能納入我國“十五五”規(guī)劃前瞻布局范疇,中國聚變能產(chǎn)業(yè)有望邁入戰(zhàn)略發(fā)展新階段。近日記者調(diào)研采訪了解到,聚變能技術(shù)正在從科學(xué)研究向工程試驗和商業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)加速邁進。政策強力指引、資本密集涌入、產(chǎn)學(xué)研通力攻關(guān),共同推動這場追尋“終極能源”的世紀(jì)長征迎來關(guān)鍵窗口期。在這場重塑未來能源格局的競賽中,如何把握機遇、攻克瓶頸,將決定我們在本世紀(jì)中葉能否真正點亮聚變之燈。
國家發(fā)展改革委主任鄭柵潔日前介紹,《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》提出前瞻布局未來產(chǎn)業(yè),推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經(jīng)濟增長點,這些產(chǎn)業(yè)蓄勢發(fā)力,未來10年將再造一個中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
隨著聚變能納入我國“十五五”規(guī)劃前瞻布局范疇,中國聚變能產(chǎn)業(yè)有望邁入戰(zhàn)略發(fā)展新階段。近日記者調(diào)研采訪了解到,聚變能技術(shù)正在從科學(xué)研究向工程試驗和商業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)加速邁進。政策強力指引、資本密集涌入、產(chǎn)學(xué)研通力攻關(guān),共同推動這場追尋“終極能源”的世紀(jì)長征迎來關(guān)鍵窗口期。在這場重塑未來能源格局的競賽中,如何把握機遇、攻克瓶頸,將決定我們在本世紀(jì)中葉能否真正點亮聚變之燈。
商業(yè)資本競逐
可控核聚變正在資本市場的熱切關(guān)注下加速駛向現(xiàn)實軌道。
近日,在成都一場關(guān)于“核聚未來:中國核能‘三步走’創(chuàng)新進展”的研討會上,臺下一位兩鬢斑白的研究者向臺上作報告的年輕核能研究人員提問:“可控核聚變,我們總說還有50年、又要50年,到底什么時候才能夠用聚變能來發(fā)電?”
這個問題引發(fā)了全場與會者的會心一笑。研究人員從容答復(fù):“隨著一些技術(shù)的進展,大家從我們的報告中可以看到,我們有望在這個世紀(jì)中葉實現(xiàn)用聚變發(fā)電的目標(biāo)。”
這種有生之年看得到聚變發(fā)電的信心,體現(xiàn)在全球資本對聚變能“先聲奪人”的押注上。
國際原子能機構(gòu)(IAEA)10月中旬在成都發(fā)布《聚變能源展望2025》,該報告認(rèn)為,全球聚變能探索已經(jīng)進入決定性新階段。截至2025年,全球聚變領(lǐng)域的商業(yè)資金已累計超過100億美元,2025年在運的聚變裝置數(shù)量也達到了空前水平。
記者了解到,全球商業(yè)資本對聚變能的熱情升溫基本在2022年之后。當(dāng)年,采用激光慣性約束技術(shù)的美國國家點火裝置NIF宣布首次實現(xiàn)能量增益(即Q>1)。Q>1,即輸出的能量大于維持反應(yīng)所需輸入的能量,是論證可控核聚變科學(xué)可行性的第一步。
此外,美國聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司(CFS)成功測試20特斯拉高溫超導(dǎo)磁體,以及AI智能控制技術(shù)在解決燃燒等離子體長時間穩(wěn)定控制等國際難題方面的助力等,都給了全球資本進一步推進聚變能邁入工程化和商業(yè)化階段的信心。
《聚變能源展望2025》報告特別提到,高溫超導(dǎo)磁體已成為下一代磁約束聚變裝置開發(fā)過程中的一項變革性技術(shù)。通過在更緊湊的幾何形狀中實現(xiàn)更高的磁場強度,高溫超導(dǎo)材料為加速聚變發(fā)展和開發(fā)經(jīng)濟上有吸引力的最終產(chǎn)品提供了新的途徑。
多元路徑競速
近年來,我國聚變能商業(yè)化步伐加快,聚變裝置矩陣持續(xù)擴容,涌現(xiàn)出中國聚變能源有限公司、聚變新能、新奧集團、能量奇點、星環(huán)聚能等公司,從不同路徑開展聚變能探索,形成覆蓋不同技術(shù)路線、銜接不同發(fā)展階段的多元支撐格局,核聚變產(chǎn)業(yè)鏈正穩(wěn)步走向完善。
磁約束托卡馬克是公認(rèn)最成熟、可率先實現(xiàn)可控核聚變能應(yīng)用的技術(shù)途徑。今年3月,新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”(HL-3)國內(nèi)首次實現(xiàn)原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度,綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e實現(xiàn)大幅躍升。中國聚變能源有限公司總經(jīng)理、核工業(yè)西南物理研究院院長張立波表示,“2027年,我們期待能開啟聚變能燃燒實驗,2030年左右,具備中國首個工程實驗堆的研發(fā)設(shè)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。”
10月1日,緊湊型聚變能實驗裝置“夸父啟明”(BEST)完成主機杜瓦底座落位安裝,之后主機核心部件將陸續(xù)進場安裝。根據(jù)計劃,BEST將于2027年底建成,通過運用高性能超導(dǎo)磁體、氘氚聚變?nèi)剂系刃录夹g(shù),來為將來的核聚變發(fā)電探路。中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所副所長徐國盛介紹:“我們還正在謀劃建設(shè)CFEDR聚變工程示范堆,這一裝置預(yù)期從2030年開始建造,到2035年建成,到2040年左右示范聚變能發(fā)電。”
與此同時,民營資本活躍,加速多元路徑布局探索。走進河北廊坊新奧集團園區(qū),一座布滿管線的球形聚變實驗裝置映入眼簾。今年4月,這一名為“玄龍-50U”的球形環(huán)氫硼聚變裝置實現(xiàn)了高溫高密度百萬安培(兆安)等離子體電流,目前正在進行參數(shù)調(diào)整,等待下一次試驗。
不同于國內(nèi)很多聚變公司選擇氘氚作為聚變反應(yīng)的燃料,新奧集團選擇氫硼聚變反應(yīng)的技術(shù)路線。新奧能源研究院院長劉敏勝介紹,氫硼聚變不產(chǎn)生放射性的中子,且氫硼儲量豐富,容易獲取,未來工程化和商業(yè)化階段的難度較小,但相較于氘氚,氫硼聚變反應(yīng)的實現(xiàn)難度更大,例如需要更高的等離子體溫度(約10億-20億攝氏度,超過氘氚的1億-2億攝氏度)等。新奧選擇將難關(guān)前置,劉敏勝表示,目前,新奧正著手推進下一代聚變裝置“和龍-2”的選址建造,計劃投資60億元。
徐國盛認(rèn)為,商業(yè)資本進入聚變能領(lǐng)域,不僅帶來更多資金的支持,還帶來了競爭和活力。
2025年7月,中核集團在核工業(yè)西南物理研究院基礎(chǔ)上牽頭組建中國聚變能源有限公司,重點布局大科學(xué)實驗、聚變堆材料研制等領(lǐng)域。同時,可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體的成員單位擴容至38家,涵蓋央企、民企、高校、科研院所。目前聯(lián)合體已啟動“聚變堆超導(dǎo)磁體產(chǎn)業(yè)化”等重點項目,吸引社會資本參與。
創(chuàng)新聯(lián)合體有利于產(chǎn)學(xué)研深度融合,讓科研機構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢與企業(yè)的市場優(yōu)勢形成互補。中核集團核工業(yè)西南物理研究院院長助理、聚變科學(xué)所所長鐘武律在接受中國證券報記者采訪時表示,“我們成立創(chuàng)新聯(lián)合體,希望能聚集各方優(yōu)勢,突破聚變能領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)難題,我個人認(rèn)為可能在10年到20年內(nèi)看到聚變能商用。”
全球創(chuàng)新協(xié)作
為什么我們?nèi)绱藷崆械仄诖煽睾司圩儯繃以幽軝C構(gòu)秘書長黃平介紹,聚變能與裂變能相比,具有能量密度高、原料資源豐富、放射性污染低、固有安全性好等突出優(yōu)勢,是未來清潔能源的重要發(fā)展方向之一。
盡管聚變能產(chǎn)業(yè)化進程在加速,但也仍面臨關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)與人才儲備等多重挑戰(zhàn)。
多位受訪專家強調(diào),當(dāng)前,聚變能技術(shù)發(fā)展仍處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段,例如技術(shù)層面需突破等離子體穩(wěn)態(tài)燃燒、耐強場高溫負(fù)荷材料、超導(dǎo)磁體、氚燃料自持等難題;產(chǎn)業(yè)生態(tài)上,還需解決產(chǎn)供鏈成熟性、經(jīng)濟可承受性、投資可持續(xù)性、監(jiān)管可適配性等問題。產(chǎn)學(xué)研各方要“不跟風(fēng)、不盲從”,保持戰(zhàn)略定力。
鐘武律提到,目前聚變能領(lǐng)域的人才缺口還比較大,“作為多學(xué)科交叉領(lǐng)域,聚變能領(lǐng)域人才培養(yǎng)周期較長,通常需要5年到10年,當(dāng)前人才鏈還有較大缺口,希望能進一步打造人才梯隊。”
國家原子能機構(gòu)主任單忠德日前在世界聚變能集團第2次部長級會議暨國際原子能機構(gòu)第30屆聚變能國際大會上表示,將進一步加強聚變能相關(guān)學(xué)科專業(yè)建設(shè)和跨學(xué)科跨專業(yè)人才培養(yǎng),加大對核聚變青年人才支持力度;通過國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃等國際大科學(xué)工程與科技合作項目,促進科技創(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。
事實上,聚變能面臨的一些挑戰(zhàn),不僅僅是中國面臨的問題,也是全世界聚變能發(fā)展面臨的共同難題,推動開放創(chuàng)新合作十分重要。中國在加速自主創(chuàng)新的同時,正以更加開放的姿態(tài)融入全球聚變研發(fā)網(wǎng)絡(luò),為終極能源的早日實現(xiàn)貢獻中國智慧。
單忠德表示,實現(xiàn)聚變能商業(yè)化離不開廣泛而密切的國際合作。要發(fā)揮世界各國優(yōu)勢,加強科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、工程實驗、AI賦能、數(shù)據(jù)共享等多雙邊國際合作交流;擴大大科學(xué)工程、大科學(xué)裝置開放共享和互聯(lián)互通;聚力突破重大關(guān)鍵科學(xué)問題和工程技術(shù)難題。
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