AI芯天下丨产业丨核聚变万亿赛道:合肥、成都、上海抢滩终极能源

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前言

自20世纪50年代起,可控核聚变商用就被科学家预言[只剩50年],但这一期限如同魔咒,一次次被推倒重来。

直到2025年,中国连续爆发的技术突破,终于让这场[永远的等待]看到了终点。

合肥BEST装置核心部件落位、成都[中国环流三号]实现[双亿度]运行、上海150亿[国家队]公司挂牌,三座城市共同吹响了能源革命的冲锋号。

作者| 方文三

图片来源|网 络

合肥:科研[铁三角],从[人造太阳]到全球首发电演示

在合肥科学岛上,集聚着中国聚变研究的[铁三角]:全超导托卡马克装置[东方超环](EAST)、紧凑型聚变能实验装置(BEST)、聚变堆主机关键系统[夸父](CRAFT)。

而这三大装置的背后,都离不开中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的技术支撑。

2025年1月,EAST创造了一项震撼全球的纪录,首次实现1亿摄氏度1066秒[高质量燃烧]。

千秒级稳态运行,意味着人类首次在实验室模拟出未来聚变堆[持续发电]的必备环境,相当于通过了聚变能应用的[理论考试]。

在此之前,EAST已多次刷新世界纪录,从60秒到1000秒,背后是15万次实验的积累。

如果说EAST验证了理论可行,那么BEST装置则在推进工程落地。

2025年10月1日,BEST主机关键部件杜瓦底座精准落位,这个直径18米、重400吨的[大家伙],安装水平高差控制在15毫米内,位置偏差不超过2毫米,是国内聚变领域最大的真空部件。

作为EAST的[继任者],BEST采用紧凑高场超导托卡马克技术,计划2027年实现全球首次聚变能发电演示,2030年真正[用核聚变点亮第一盏灯],比国际热核聚变实验堆(ITER)的时间表提前十年以上。

与此同时,[夸父](CRAFT)也在攻克商用化的关键难题。10月13日,其自主研发的国际最大尺寸偏滤器原型部件通过验收。

偏滤器相当于聚变堆的[垃圾桶],要直接承受上亿度等离子体的[热风暴],此前长期依赖进口。

此次验收,标志着我国偏滤器研发实现自主可控,为后续商业堆建设扫清了一大障碍。

从1974年建成国内首台环形托卡马克装置HT-6,到如今成为全国可控核聚变企业注册数最多的省份,合肥的优势不仅在于技术突破,更在于[科研—产业]的深度融合。

截至2025年3月,安徽已有近300家聚变相关企业,覆盖超导材料、真空设备、电源系统等全链条,形成了[大科学装置牵引产业集聚]的独特模式。

成都:工程验证高地,从[环流系列]到国际协作中心

如果说合肥是[理论策源地],那么成都就是[工程验证场]。

这里坐落着中国核聚变研究的另一核心力量,中核集团核工业西南物理研究院(西物院),从[中国环流一号]到[中国环流三号]。

2025年3月,[中国环流三号]迎来历史性突破:首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的[双亿度]运行,综合参数[聚变三乘积]跃升至10²⁰量级。

这一成果的意义在于,它标志着中国正式进入[聚变燃烧实验]阶段,只有等离子体温度突破亿度,才能注入燃料发生大规模聚变反应,这是迈向商用的[第一道门槛]。

仅仅3个月后,[中国环流三号]再破纪录,实现等离子体电流100万安培、离子温度1亿摄氏度、高约束模式运行。

如今,这座装置正为2027年开展的[氘氚实验]做准备,这将是中国首次真正意义上的聚变能量输出实验。

成都的野心不止于技术突破,更在于打造[国际协作高地]。2025年10月14日,第30届聚变能国际大会在成都召开,这是该会议自1961年创办以来首次落地中国。

会上,国际原子能机构(IAEA)聚变技术协作中心正式授牌,这是全球首个聚焦聚变能研究与培训的IAEA协作中心,由西物院牵头,联合全球35个国家的专家与机构深化技术协作。

从[中国环流]系列装置到全球首个IAEA聚变协作中心,成都正成为中国聚变[走出去]的窗口。

这里不仅有西物院这样的[国家队],还培育出瀚海聚能等民营科技企业,其专注于更灵活的[直线型场反位形(FRC)]技术,计划2028年实现数十兆瓦能量输出,为聚变商业化提供更多技术路径。

上海:商业[领航者],从150亿[国家队]到2045年商业电站

如果说合肥和成都专注于[从0到1]的突破,上海则瞄准[从1到100]的商业化。

作为中国经济中心,上海凭借高端制造能力和资本优势,正在聚变赛道上扮演[终结者]的角色,目标是早日建成全球首个商用聚变电站。

2025年7月22日,中国聚变能源有限公司(CFEC)在上海挂牌成立,注册资本高达150亿元,由中核集团牵头,中石油昆仑资本、中国核电、浙能电力等7家央国企联合注资。

这家被称为[聚变国家队]的企业,是推进中国聚变工程化、商业化的核心平台,重点布局总体设计、高温超导磁体研发、数字化研发等关键业务。

近期,业内消息显示,CFEC将在上海新建聚变实验装置[中国环流四号(HL-4)],核心目标是验证高温超导磁体技术。

传统托卡马克装置依赖低温超导材料,需在-269℃液氦环境下运行,成本高昂且体积庞大;

而高温超导材料可在-196℃液氮环境下工作,磁场强度可达20特斯拉以上,能将聚变堆体积缩小到传统方案的几十分之一,这是聚变商业化的[关键革命]。

上海的优势,在于将科研与制造无缝衔接。

上海电气作为国内核心装备商,已为全球多个聚变项目提供真空室等关键部件;上海超导正在研制世界首个全高温超导托卡马克装置;能量奇点则研发出[洪荒70]装置,实现21.7特斯拉强磁场,打破世界纪录。

这些企业共同构成了上海[材料—部件—装置]的完整制造链条。

更令人期待的是上海的商业化时间表,2025年9月,中国科学院院士张杰在浦江创新论坛上宣布:目标2045年在上海建成并运行中国首个聚变商业电站。

全球竞赛白热化中国为何能[悄然领跑]

当中国三城在聚变赛道上协同发力时,全球范围内的[终极能源争夺战]早已白热化。

根据国际聚变工业协会(FIA)报告,过去5年全球聚变行业总投资额从2019年的19亿美元飙升至2025年的97亿美元,多数企业计划2030-2035年启动商业示范电站。

美国特殊竞争研究项目(SCSP)2025年10月发布的报告,用[量级差]描述中美聚变资金投入格局。

2023年以来,中国通过中央、地方政府及国企协同,已为核聚变投入至少65亿美元。

其中,仅CFEC一家就获得21亿美元注资,这一数额接近美国能源部2026年聚变能源科学项目预算(7.45亿美元)的3倍。

这种投入力度并非偶然,国务院国资委已将核聚变纳入[未来产业十大工程],计划2030年前投入超3000亿元;

安徽、四川、上海等地也纷纷出台地方政策,合肥BEST项目总投资从150亿元上调至近300亿元,上海则设立100亿元未来产业基金支持聚变发展。

相比之下,欧美虽有政策支持,但资金分散。美国《ADVANCE法案》虽简化聚变项目审批,但2026年联邦预算仅7.45亿美元;欧盟依赖ITER项目,但成员国资金到位缓慢,导致ITER多次延期,原计划2035年实现氘氚实验,如今已推迟至2039年。

聚变装置的建造,依赖一系列稀有材料和核心部件,而中国在多个关键环节占据全球主导地位。

SCSP报告指出:中国生产全球近80%的钨、67%的钒;控制美国94%的钇供应;全球仅中国与俄罗斯具备锂-6商业化生产能力,美国本土产能为零;在高功率开关、高压电容器等核心部件领域,中国企业也处于全球领先。

全球聚变技术路线主要分为磁约束(托卡马克、仿星器)和惯性约束(激光点火),中国则采取[主流路线攻坚+小众路线探索]的策略。

在主流的磁约束路线上,中国已形成[EAST(稳态验证)—BEST(发电演示)—CFETR(示范堆)]的清晰路径。

每一步都有明确的时间节点,2027年BEST发电演示、2035年CFETR并网、2045年上海商业电站。

在小众路线上,中国企业也在探索突破。

新奥集团选择[氢-硼聚变]路线,2025年4月其[玄龙-50U]装置实现全球首次百万安培氢硼等离子体放电;

瀚海聚能专注[直线型场反位形(FRC)]技术,计划2030年实现分布式电站商用。

这种[多路并进]的策略,降低了技术路线单一的风险,也为商业化提供了更多可能。

尾:

可控核聚变的突破,从来不是单点发力的结果。在中国,合肥、成都、上海形成了[科研筑基—工程验证—商业落地]的梯度布局,各自手握[国之重器],却又协同推进,构成了全球最完整的聚变研发生态。

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