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追光逐日:核聚变从实验室到商业化的终极能

用户:用户:暗年加银基金 时间:01月26日 10:37
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追光逐日:核聚变从实验室到商业化的终极能源革命
当央视新闻持续聚焦“东方超环”的亿度稳态运行、BEST装置的工程总装,当《中华人民共和国原子能法》正式将聚变能纳入法治保障,这场被称作“人类终极能源”的探索,已从遥远的科学幻想走出实验室,步入产业化前夜的关键窗口期。作为燃料无限、零碳排放、无核泄漏风险的理想能源,核聚变不仅承载着破解全球能源危机的使命,更在国家战略驱动、技术突破加速、全球竞逐升级的多重推力下,正重塑未来能源格局的全球博弈。
核聚变的核心魅力,在于其近乎完美的能源属性。它模拟太阳内部氢核聚变成氦核的反应,以氘、氚为主要燃料——1升海水中提取的氘,聚变释放的能量相当于300升汽油,而地球海洋中氘的储量足够人类使用百亿年;若采用氢硼聚变路线,燃料可直接从地壳中获取,且反应过程无中子辐射,彻底规避核安全隐患。相较于化石能源的污染排放、传统核电的核废料处理难题、可再生能源的间歇性短板,核聚变堪称“能源圣杯”,其商业化落地将从根本上解决人类能源供给的可持续性与安全性矛盾,甚至改写全球能源地缘政治版图。
这场能源革命的推进,离不开基础研究的持续突破与工程技术的迭代升级。央视报道中多次亮相的“东方超环”(EAST),作为全球首个全超导托卡马克装置,已连续刷新世界纪录——2025年实现1亿摄氏度高温等离子体1066秒稳态运行,2026年初又证实托卡马克密度自由区存在,为突破“密度极限”、提升聚变功率扫清关键障碍 。而核工业西南物理研究院的“中国环流三号”,更实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”突破,成功挺进燃烧实验阶段,标志着中国在高温等离子体控制领域达到国际领先水平。在工程化层面,紧凑型聚变能实验装置(BEST)正进入总装阶段,通过融合高低温超导磁体技术与AI等离子体控制,力求2030年实现全球首次聚变能发电演示,较国际热核聚变实验堆(ITER)规划提前十年 。这些突破背后,是超导线材、抗辐照材料、高精度真空室等核心部件的国产化攻坚,西部超导的NbTi超导线材国内市占率超90%,国光电气的偏滤器模块拿下ITER项目35%全球份额,形成了从材料到设备的完整技术链条。
当前,全球核聚变已进入多路线竞速、多国角力的白热化阶段。国际层面,近40个国家推进聚变计划,160余座聚变装置分布在运行、在建或规划中,过去五年全球行业投资额从19亿美元飙升至97亿美元 。法国ITER项目作为全球最大磁约束聚变工程,2025年保持“计划与执行100%匹配”的最佳绩效,中国承担的校正场线圈全部交付,成为国际合作中的核心力量;美国企业通过“订单驱动研发”模式抢占先机,Helion Energy与微软签订购电协议,计划2028年实现商用供电;英国、意大利等国也纷纷公布商用时间表,形成全球多点突破的竞争格局 。
中国则走出了一条“国家队引领、民间队补充、全生态协同”的独特路径。在国家“十五五”规划前瞻布局与原子能法护航下,150亿元注册资本的中国聚变能源有限公司牵头攻坚,明确“2027年燃烧实验、2035年建成工程实验堆、2045年实现商用示范”的清晰路线图 。安徽合肥、四川、上海构筑的产业“黄金三角”各具特色:合肥依托科学岛的三大装置集群,集聚近60家聚变企业形成全产业链;四川聚焦核心零部件制造,夯实真空器件、涉氚阀门等硬装备根基;上海则以国企资本为核心,攻坚高温超导磁体与AI赋能技术 。民营力量的崛起更添活力,新奥集团“玄龙-50U”实现氢硼等离子体高约束模放电,能量奇点研发的高温超导磁体励磁强度达21.7特斯拉,形成多元技术路线并行的创新生态 。这种“新型举国体制+市场创新活力”的结合,让中国在磁约束主流路线上实现“跟跑”到“并跑”乃至部分“领跑”,同时在惯性约束、磁惯性约束等路线上形成差异化布局。
尽管前景广阔,核聚变商业化仍面临多重挑战。技术上,长时稳态运行的稳定性、抗140dpa辐照剂量的结构材料、氚自持循环系统等核心难题仍需攻克;工程上,大型装置的集成调试、远程维护、成本控制考验着工业制造实力——单座商用聚变堆需2.8万套高端阀门,核心部件加工精度要求达0.05毫米级;产业上,需构建从材料研发、设备制造到电站运营的完整产业链,培育“耐心资本”支持长周期研发。但从发展趋势看,这些挑战正被系统性破解:中核集团牵头的可控核聚变创新联合体已扩容至38家,合肥聚变产业联合会汇聚200余家产学研机构,“政产学研金”协同攻关机制加速形成;超导材料、真空技术等领域的“沿途下蛋”,已带动医疗、交通等领域的技术转化,反哺聚变产业发展 。
从“永远还要50年”的戏言,到“未来十年窗口期”的共识,核聚变的产业化进程正在加速。当中国的聚变装置持续刷新纪录,当全球资本纷纷涌入赛道,当各国争相布局技术标准与产业生态,这场终极能源革命已不仅是科学探索,更是国家核心竞争力的较量。央视报道中那些轰鸣的工地、精密的装置、坚守的科研人员,正是这场革命的生动注脚——他们用数十年的深耕,让人类离清洁无限的能源梦想越来越近。
未来,随着BEST装置的发电演示、CFEDR示范堆的动工建设,随着万亿级市场的逐步开启,核聚变将彻底改变人类依赖化石能源的发展模式,为“双碳”目标实现提供核心支撑,为科技进步注入不竭动力。这场追光逐日的征程,或许仍需数十年的坚持,但正如“东方超环”持续点亮的等离子体,人类通往终极能源的道路已然照亮,而中国正以独特的制度优势与技术韧性,在这场重塑未来的全球竞赛中,书写属于自己的领跑篇章。国机重装(SH601399)中核科技(SZ000777)
注:此文仅代表作者观点

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