在眾多科幻作品中,，無論是《星際迷航》《銀河帝國》還是《三體》，核聚變都被設(shè)定為宇宙探索的能源基礎(chǔ),。而如今,，曾經(jīng)的幻想已經(jīng)不再遙不可及,。權(quán)威專家認為，人工智能的未來歸根結(jié)底是能源問題,，而核聚變是最可能的解決方案,。“人造太陽”,、無限能源電站,，正從實驗室走向工程化。
在公眾印象中,，核聚變一向是“國家隊”的專屬賽道,，只有龐大的科學裝置和頂級實驗室才能涉足,。然而，在這場競賽中,，國內(nèi)一批來自高校,、研究所、創(chuàng)投圈的年輕創(chuàng)業(yè)者正悄然崛起,。他們的目標是,，把巨型“聚變航母”拆解成便攜的“能源無人機”，把復(fù)雜的科研轉(zhuǎn)化成更快落地,、更低成本的“小型人造太陽”,。
風口已至，“大裝置”與“小裝置”的協(xié)同突圍
當前,，核聚變產(chǎn)業(yè)布局清晰：一邊是以政府為主導(dǎo)的“國家隊”,，另一邊則是迅速崛起的商業(yè)化公司。
“國家隊”建造的是“大型人造太陽”,，比如國際合作的ITER,、中國的東方超環(huán)和環(huán)流三號、韓國的KSTAR,、歐洲的JET等,。這些裝置就像是“訓練太陽的實驗室”，正在模擬太陽的燃燒過程,，驗證聚變是否可控,、能不能持續(xù)、材料能不能扛住高溫高壓——為未來真正點亮“人造太陽”打基礎(chǔ),、做準備,。
商業(yè)化企業(yè)則采取“小型人造太陽”的模式，通過開發(fā)小型,、模塊化的聚變反應(yīng)堆,，提供更低成本,、更高效率的清潔能源,，從而加速全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。這相當于在一個集裝箱大小的裝置中馴服一個太陽——聽起來像科幻,，做起來是工程,。
近年來，越來越多的私營資本和技術(shù)先鋒公司加入這一賽道,。
例如,，美國Helion Energy公司正在推進線性裝置路線，強調(diào)緊湊結(jié)構(gòu)和快速能量回收,，其提出的50兆瓦商業(yè)供電目標已引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注,，背后由山姆·奧特曼,、Founders Fund等硅谷資本支持；英國First Light Fusion則探索“子彈撞擊式”聚變方式,，即通過高速動能引發(fā)聚變,，類似于在靶材上精準“打出火花”。這些技術(shù)路徑展現(xiàn)出商業(yè)公司在低成本,、快部署上的技術(shù)活力,，拓寬了全球聚變工程的想象空間。國際組織ITER也計劃與私營公司合作共享知識,，推動大科學計劃與商業(yè)創(chuàng)新的融合發(fā)展,。
在國內(nèi)，商業(yè)化企業(yè)正以多元技術(shù)路線并進的方式展開探索：有的聚焦高溫超導(dǎo)托卡馬克技術(shù),，追求能量增益的突破,；有的則嘗試結(jié)構(gòu)更為緊湊的直線型路線，力圖在成本和效率之間找到平衡點,；還有團隊從實驗室走出,，用最短時間完成第一等離子體實驗，將多年科研積淀快速轉(zhuǎn)化為工程實踐,。
聚變加速,，風口已至。2024年,，科技部,、工業(yè)和信息化部、國務(wù)院國資委等七部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,，明確提出要加強以核聚變?yōu)榇淼奈磥砟茉搓P(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),。這一頂層政策信號，被業(yè)內(nèi)視為“吹響了我國可控核聚變邁向落地應(yīng)用的沖鋒號”,。
各地也在迅速響應(yīng),。例如，上海提出構(gòu)建“4+3”先進核能發(fā)展格局,，在臨港,、浦東、閔行,、寶山等地布局核能裝備制造及材料基地,，在漕河涇、嘉定等地構(gòu)建聚變研發(fā)集群,，計劃到2025年核電相關(guān)產(chǎn)業(yè)保持兩位數(shù)增長,，打造全球有影響力的核電產(chǎn)業(yè)集群。
政策助推之下,，核聚變能否真正走出實驗室,？2025年全國兩會期間,，全國政協(xié)委員、中核集團聚變領(lǐng)域首席科學家段旭如表示,，從全球發(fā)展看,，聚變商用有望在2050年前后實現(xiàn)，但也不排除隨著高溫超導(dǎo),、人工智能,、先進材料等技術(shù)的突破，商業(yè)落地時間進一步提前,。
從東方超環(huán)千秒放電,，到直線型裝置快速迭代，再到Helion喊出2028年前為微軟供電的倒計時計劃,，一切都說明：核聚變商業(yè)化“賽道”,，已進入工程倒計時階段。當前,，“十五五”能源規(guī)劃正緊鑼密鼓地制定中,，核聚變或?qū)⒃谖磥砦迥暧瓉黻P(guān)鍵突破窗口。
圖為星環(huán)聚能聚變試驗裝置,。
多樣路徑,，中國“人造太陽”的創(chuàng)業(yè)群像
不同路徑匯成了當下中國商業(yè)核聚變的產(chǎn)業(yè)版圖。
3月,，在距離西安古城墻北面30公里左右的陜西星環(huán)聚能科技有限公司所在地,，研究人員正在抓緊進行高溫超導(dǎo)磁體的研發(fā)，為下一代可控核聚變裝置的建設(shè)做準備,。
星環(huán)聚能成立于2021年,，由原清華大學的聚變實驗室成員創(chuàng)辦?！拔覀儾皇菗Q方向,，而是換一種解題方式?！眲?chuàng)始人陳銳表示,。
公司成立后，僅用279天,，就與清華大學共同完成了SUNIST-2聚變實驗裝置的建設(shè),，并成功獲得第一等離子體。2023年10月,，他們用三個月時間將等離子體電流提升了一倍，裝置磁場指標達到了同類技術(shù)中的世界領(lǐng)先水平,。讓原本停留在理論層面的構(gòu)想,，變成了現(xiàn)實可行的工程方案,。
去年，該公司在球形托卡馬克多個領(lǐng)域均實現(xiàn)了突破,，包括實現(xiàn)國際首個重復(fù)重聯(lián)技術(shù)方案的穩(wěn)定運行,，以及在高溫超導(dǎo)磁體研發(fā)方面進展明顯。同時,，還實現(xiàn)了聚變衍生技術(shù)的產(chǎn)品化和商業(yè)化,，產(chǎn)生了一定的銷售訂單，開始具備自主盈利的“造血”能力,。
在成都龍泉驛,，2025年2月19日的陽光灑在一處正在改建的工業(yè)基地上，瀚海聚能的聚變裝置基地工程正式啟動,。這家成立于2022年的年輕公司專注于直線型場反位形（FRC）技術(shù),，目標是用更緊湊、更靈活的裝置構(gòu)建“小型人造太陽”,。
“傳統(tǒng)路線必須持續(xù)穩(wěn)定地‘點燃太陽’,，但這對材料、控制系統(tǒng)都是極大挑戰(zhàn),?！惫径麻L項江解釋說，“如果說傳統(tǒng)技術(shù)像是龐大的地鐵系統(tǒng),，我們想造的,，是一輛輕盈高效、跑得快的磁浮車,?！?/p>
為了解決商業(yè)化路上的“燒錢”難題，瀚海聚能提出了“沿途下蛋”的策略,，即在聚變發(fā)電實現(xiàn)前,，先利用聚變中產(chǎn)生的中子開發(fā)醫(yī)療和工業(yè)中子源技術(shù)，服務(wù)于癌癥治療,、核藥同位素生產(chǎn),、中子成像和核廢料處理等多個領(lǐng)域，從而打通短期商業(yè)變現(xiàn)的路徑,?！斑@既是科學探索，也是一場持續(xù)造血的商業(yè)試驗,?！表椊f。
在上海臨港,，另一支團隊的節(jié)奏也在加快推進,。能量奇點成立于2021年,，是國內(nèi)首家聚變創(chuàng)業(yè)企業(yè)，其“洪荒”系列裝置瞄準的是高溫超導(dǎo)托卡馬克技術(shù),。
去年,，能量奇點自主研發(fā)的“洪荒70”裝置成功完成等離子體放電，邁出了關(guān)鍵一步,。今年3月,，他們又在磁體技術(shù)上取得突破——新一代“大尺寸強磁體”成功達到21.7特斯拉的磁場強度，刷新了由美國麻省理工學院與CFS公司保持的20.1特斯拉的世界紀錄,。按照計劃,，下一代“洪荒170”裝置目標直指全球先進水平的美國SPARC項目。
前路不易,，核聚變商業(yè)化的挑戰(zhàn)與破局
盡管核聚變前景廣闊,，但商業(yè)化過程中仍存在多重挑戰(zhàn)。
首先是技術(shù)層面的難題,。多位受訪專家學者指出,，當前核聚變技術(shù)需要解決三大關(guān)鍵問題：
一是穩(wěn)定運行的挑戰(zhàn)，聚變裝置必須從短時間的實驗逐步過渡到連續(xù)穩(wěn)定運行狀態(tài),，目前國內(nèi)裝置的運行時間普遍僅為百秒量級,，遠未達到數(shù)小時甚至數(shù)天的需求；
二是材料和零部件的可靠性挑戰(zhàn),，聚變裝置內(nèi)高溫,、高中子輻照的極端環(huán)境需要專門的“超級防護服”，即抗中子輻照,、高耐熱材料,，但目前相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)配套還不成熟；
三是能量增益效率問題,，要真正實現(xiàn)能量輸出大于輸入的凈能量增益,，需要進一步提高裝置整體效率與協(xié)同運作能力。
產(chǎn)業(yè)方面,，項江等表示,，目前產(chǎn)業(yè)鏈配套還遠不成熟?！拔覀兙拖翊蛟煲粋€‘煉丹爐’,，不僅需要突破‘煉丹’技術(shù)，‘煉丹爐’本身要能承受上千萬度等極端條件帶來的瞬間沖擊,，這是一項復(fù)雜工程,，需要聚變公司自身以及聯(lián)合相關(guān)上下游企業(yè)共同努力。”
其次是資金瓶頸,。陳銳表示,，過去五年中國市場化資金對核聚變領(lǐng)域的投入僅為5億美元,，明顯低于美國同期約50億美元的投資規(guī)模,，資金不足導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)研發(fā)進度和規(guī)模化發(fā)展受到明顯限制,。
再次是公眾認知不足,。受歷史上核裂變事故的影響，公眾普遍對核聚變?nèi)狈η逦恼J識,，擔憂輻射風險和環(huán)境污染問題,，影響了社會支持力度與政策傾斜。
那么,，核聚變真的安全嗎,？會不會像核電站那樣有污染？受訪專家表示,，通俗地說,，聚變就像是地球上的“太陽模擬器”，它的燃料來自海水,，不會失控爆炸,，反應(yīng)一旦中斷就自然熄滅，產(chǎn)物幾乎無污染,。它更像是一顆“可控的太陽種子”,，而不是危險的定時炸彈。
針對這些問題,，業(yè)內(nèi)專家建議,，國家應(yīng)加快構(gòu)建適合聚變技術(shù)的專門監(jiān)管體系，明確項目審批流程與安全標準,；出臺具體支持政策,，包括資金扶持、稅收優(yōu)惠與土地使用政策,；同時推動國家隊與商業(yè)公司在科研平臺,、人才培養(yǎng)等方面開展深度協(xié)作。此外,，應(yīng)大力開展公眾科普教育,，消除公眾對核聚變技術(shù)的誤解，提升公眾對聚變清潔安全特性的認知,。
“當社會需要核聚變的時候,，核聚變就能實現(xiàn)。”托卡馬克之父阿爾茨莫維奇半個世紀前的預(yù)言,，如今正距離我們越來越近,。這場“點亮太陽”的接力跑，正由科研機構(gòu),、商業(yè)公司,、資本和政策接續(xù)推進。
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