聚变能研发进入新阶段，“人造太阳”离我们有多远？

xinwen.mobi · 发表于 2025-10-21 09:23:27

聚变能研发进入新阶段，“人造太阳”离我们有多远？
黄梅，中核集团科技带头人，展望中国聚变能源发展路径：2027年左右开展燃烧等离子体实验，相关技术成熟后建设示范堆，然后是商业堆建设。

想象一下，一滴海水中的氘，在聚变反应中释放的能量相当于燃烧300公升汽油。这就是可控核聚变为何被称为“终极能源”——资源丰富、环境友好、固有安全。

2025年10月，在四川成都举行的世界聚变能源集团第2次部长级会议暨第30届聚变能国际大会上，全球专家一致认为：聚变能技术正从科学研究向工程实践和商业应用加速迈进。

01 复杂能源：人造太阳的科学挑战
太阳犹如一个巨大的热核聚变反应装置，每时每刻都在进行着聚变反应。

然而，地球并没有太阳那样能够维持核聚变的高温高压环境。

造“太阳”的首要难题是创造出聚变所需的严苛环境。

理论上，氘氚等离子体需加热至超1亿摄氏度，约为太阳核心温度的6至7倍，才能克服原子核间的库伦排斥力，使其发生持续聚变。

与会专家认为，可控核聚变将等离子体物理、核工程、材料科学等领域的难题集于一身，是迄今人类构想的最复杂能源系统之一。

它不仅需要实现亿度高温，还要解决等离子体稳定性、能量约束、材料耐辐照等一系列挑战。

02 中国进展：从跟跑到并跑
中国在可控核聚变领域已形成以国家重大科技基础设施为引领、产学研协同的创新体系。

“中国环流三号”（HL-3） 2025年3月在国内首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度，综合参数聚变三乘积实现大幅跃升，标志着中国聚变挺进燃烧实验。

这一突破创造了我国聚变研究多项新纪录，涌现一批原创性、前沿性、突破性成果。

全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST） 2025年1月成功实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，再次刷新了世界纪录。

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副所长徐国盛表示，“中国‘人造太阳’包含超过200多项自主创新的核心技术”。

紧凑型聚变能实验装置“夸父启明”（BEST）已完成主机杜瓦底座落位安装，标志着项目主体工程建设正式步入新阶段。

同时，聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”（CRAFT）自主设计的偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。

该部件是国际尺寸最大、热负荷最高的同类部件，能为后续商用堆关键系统研发提供关键技术验证。

在民营领域，新奥集团“玄龙-50U”球形环装置实现重要突破，成为全球首个采用氢-硼燃料实现百万安培等离子体电流的装置。

而初创公司能量奇点研发的高温超导磁体“经天磁体”，成功实现21.7特斯拉峰值磁场强度，专为下一代托卡马克装置设计。

03 全球热潮：合作与竞争并存
全球聚变能研发目前已进入多路径并行、快速迭代的新阶段。

据国际原子能机构《2025年世界聚变展望》报告，全球近40个国家推进聚变计划，处于运行、在建或规划中的聚变装置超160座，私人投资总额已突破100亿美元。

国际热核聚变实验堆（ITER）是目前全球规模最大的聚变科研工程，由多国合作建设。

然而，ITER项目近期调整了路线图，氘-氚聚变实验阶段开始时间将推迟到2039年，较原计划推迟4年，由此产生的额外成本达50亿欧元。

意大利政府颁布了旨在重新引入核能和建立全面可持续能源生产（包括聚变）框架的法令，目标是在2030年实现首个等离子体。

美国能源部宣布了6个新的“聚变创新研究引擎”合作项目，提供1.07亿美元资金，以加速燃料循环、材料和先进模拟等领域的应用研究。

德国发起“聚变2040”计划，2028年前拟投入3.7亿欧元加强研发。

中国国际核聚变能源计划执行中心原主任、ITER副总干事罗德隆坦言：“现在已经有资本进入核聚变领域，但目前距离商业化还有一段距离。”

他认为，ITER建成后还需至少十到二十年的实验，才能逐步解决科学和技术上的成熟度问题。

04 产业化路径：挑战与机遇
实现聚变能的商业化运用，需经历六个阶段：原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆。

中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所所长钟武律介绍，目前我国正处于“燃烧实验”阶段，已具备开展相关实验的等离子体参数条件。

2027年底，“中国环流三号”计划将等离子体三乘积提升2-3倍、温度突破1.5亿摄氏度，开展高性能等离子体实验。

中国聚变能源有限公司总经理、核工业西南物理研究院院长张立波表示更具体的时间表：“2027年，我们期待能开启聚变能燃烧实验，2030年左右，具备中国首个工程实验堆的研发设计能力，2035年左右，建成中国首个工程实验堆，到2045年左右，能建成我国首个商用示范堆。”

尽管进展显著，聚变能商业化仍面临多重挑战。

技术层面需突破等离子体稳态燃烧、耐强场高温负荷材料、超导磁体、氚燃料自持等难题。

产业生态上，还需解决产供链成熟性、经济可承受性、投资可持续性、监管可适配性等问题。

05 产业链布局：中国企业悄然卡位
随着核聚变产业加速升温，多家中国企业凭借技术积累，切入装置核心部件、关键系统、配套材料等细分环节。

超导材料是技术卡位的关键战场。

西部超导是全球唯二掌握ITER级Nb3Sn超导线材量产技术的企业，为环流三号供应65%超导磁体。

永鼎股份的第二代高温超导带材临界电流密度突破800A/mm，成本降至50美元/米，获“星火一号”混合堆1.9亿元订单。

关键设备领域，真空系统、结构部件、低温制冷等环节均有企业布局。

国光电气偏滤器耐高温性能突破3000℃，占据国内60%市场份额。

应流股份承接CFETR压力容器订单，单件重量突破300吨。

冰轮环境的超低温压缩机实现-269℃稳定运行。

前沿材料方面，安泰科技钨铜复合材料热负荷承受能力达20MW/m，较ITER标准提升3倍。

上海电气液态锂铅包层氚增殖率突破1.3，计划2026年完成工程验证。

宝钛股份自主研发碳化硼-铝合金复合屏蔽材料，中子吸收截面提升40%。

06 资本博弈：理想与现实之间
一级市场对核聚变领域表现出浓厚兴趣。

2023年全球核聚变领域融资超60亿美元，中国能量奇点、星环聚能等企业完成近20亿元融资。

与此同时，二级市场映射逻辑开始显现。

概念股特性反映市场对相关材料国产替代的溢价预期。

政策支持也在持续加码。

2021年，《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》首次将可控核聚变列为“低碳前沿技术攻关”的重点领域。

2025年9月，原子能法经全国人大常委会审议通过，明确规定：“国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究和技术开发”。

多地出台相关配套政策：安徽合肥依托“东方超环”，打造聚变能源产业集群；四川聚变科创城致力建设“可控核聚变全球性‘技术研发高地、产业发展集群、对外交流中心’”。

国际原子能机构总干事Rafael Mariano Grossi指出：“聚变能源不仅是一种新型能源，更是科技创新、产业转型与国际合作的催化剂。”

国家原子能机构主任单忠德表示，中国将与各国携手合作，不断推进全球能源创新可持续发展。

随着一条条技术路线被验证，一家家企业在“沿途下蛋”中积累实力，人类离真正点亮“人造太阳”的那一天正越来越近。

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

聚变能研发进入新阶段，“人造太阳”离我们有多远？

相关帖子