在全球能源體系加速變革、綠色低碳轉(zhuǎn)型深入推進的背景下,核聚變憑借燃料來源豐富、清潔環(huán)保等優(yōu)勢,被視作解決未來能源問題的“終極方案”,其相關技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)布局也持續(xù)提速。
隨著關鍵技術持續(xù)突破,專家指出,“十五五”期間,應以核聚變產(chǎn)業(yè)化引領未來發(fā)展,加快形成千億級聚變尖端制造產(chǎn)業(yè)集群,為能源革命注入強勁動力。
聚變研究邁向系統(tǒng)能力提升
目前,我國核聚變領域在燃燒實驗、穩(wěn)態(tài)運行與工程驗證等關鍵方向持續(xù)取得新進展,整體研發(fā)水平正由“單點突破”邁向“系統(tǒng)能力提升”。
在高參數(shù)運行方面,我國大科學裝置不斷刷新關鍵指標。在4月17日舉行的2026春季核能可持續(xù)發(fā)展論壇上,核工業(yè)西南物理研究院黨委書記劉葉介紹,新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”去年3月在國內(nèi)首次實現(xiàn)了原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的“雙億度”突破;同年6月,又實現(xiàn)等離子體電流100萬安培、離子溫度1億攝氏度,并在高約束模式下穩(wěn)定運行,綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e達到10的20次方量級,創(chuàng)下我國聚變裝置運行新紀錄。
與此同時,中國科學院等離子體物理研究所在穩(wěn)態(tài)運行領域持續(xù)攻關,進一步補齊聚變堆工程化發(fā)展的關鍵短板。去年,其研制的“東方超環(huán)”成功實現(xiàn)1億攝氏度、持續(xù)1066秒的高約束模穩(wěn)態(tài)運行,首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆運行所需的長脈沖條件,驗證了聚變堆穩(wěn)態(tài)高約束運行的可行性。
在國家大科學裝置不斷取得突破的同時,聚變商業(yè)化賽道也加速升溫,相關公司表現(xiàn)搶眼。日前,能量奇點能源科技有限公司自主研發(fā)的全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置“洪荒70”在上海臨港成功實現(xiàn)1337秒穩(wěn)態(tài)長脈沖等離子體運行,進一步驗證了全高溫超導技術路線在聚變裝置上的工程可行性與運行穩(wěn)定性。
專家認為,從國家重大科研平臺到企業(yè)工程化探索,我國聚變能源正加速從科學實驗階段邁向工程驗證階段。
產(chǎn)業(yè)帶動效應陸續(xù)釋放
在我國“雙碳”目標持續(xù)推進、電力需求保持增長的背景下,核聚變在未來能源體系中的戰(zhàn)略地位愈發(fā)凸顯。
中國電力工程顧問集團有限公司黨委常委、副總經(jīng)理張力指出,“核聚變能”已被納入我國“十五五”階段重點培育方向,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了頂層設計支撐。
記者了解到,圍繞聚變產(chǎn)業(yè)化目標,并以聚變清潔能源商用化為愿景,2023年11月,我國正式成立了首個聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。截至去年年底,該聯(lián)盟已匯聚超過260家企業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)初具規(guī)模。
中國工程院院士、中國科學院等離子體物理研究所研究員李建剛認為,應加快構建完整聚變產(chǎn)業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,通過“沿途下蛋”模式推動聚變相關技術率先轉(zhuǎn)化應用。
他進一步指出,核聚變技術具有顯著的技術外溢效應,涉及超導材料、強磁體系統(tǒng)、核磁共振設備等多個高端制造領域。在聚變研發(fā)推進過程中,高溫超導、等離子體診斷等關鍵中間技術往往率先實現(xiàn)工程化與產(chǎn)業(yè)化應用,從而形成良好的技術帶動效應。
以超導材料為例,李建剛表示,在參與ITER(國際熱核聚變實驗堆計劃)之前,我國大型超導裝置所需核心線材長期依賴進口,不僅成本高昂,還面臨技術封鎖,關鍵材料一度嚴重受制于人。
通過參與ITER項目十余年持續(xù)攻關,以張平祥院士團隊為代表的科研與產(chǎn)業(yè)團隊實現(xiàn)關鍵突破,推動超導材料實現(xiàn)自主化發(fā)展,使西部超導材料科技股份有限公司逐步成長為全球產(chǎn)品體系較為完整、產(chǎn)量規(guī)模領先、成本競爭力突出的超導材料企業(yè)之一。目前,與聚變相關的重點企業(yè)中已有4家實現(xiàn)上市,產(chǎn)業(yè)帶動效應持續(xù)釋放。
在醫(yī)療領域,聚變衍生技術同樣加速落地。李建剛介紹,聚變衍生的超導技術已進入臨床應用——基于超導磁體的質(zhì)子治療系統(tǒng),正為癌癥患者提供精準治療新方案,這一技術從實驗室到臨床應用僅用了約五年時間。
“實現(xiàn)聚變發(fā)電還需要一段時間,但在此之前,很多聚變‘沿途下蛋’相關技術可以在市場上率先實現(xiàn)應用。”李建剛說。
打造尖端制造千億產(chǎn)業(yè)集群
中國核能行業(yè)協(xié)會4月17日發(fā)布的《中國核能發(fā)展報告(2026)》提出,“十五五”時期,我國將全面推進“熱堆—快堆—聚變堆”三步走戰(zhàn)略,持續(xù)提升創(chuàng)新體系效能,推進關鍵技術攻關,強化基礎研究支撐,加快實現(xiàn)高水平核科技自立自強。
專家認為,我國核聚變發(fā)展正在邁向“工程化驗證”的關鍵躍升期,加快推進工程實驗堆建設成為核心任務,同時,需完善安全監(jiān)管體系與標準框架。
核工業(yè)西南物理研究院黨委書記劉葉認為,應在充分消化ITER技術和經(jīng)驗基礎上,牢牢把握“高溫超導”和“人工智能”兩大前沿技術發(fā)展機遇,同時依托我國核工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈體系優(yōu)勢與聚變研發(fā)技術沉淀,加快建設聚變工程實驗堆,率先演示驗證聚變?nèi)∧芘c熱電轉(zhuǎn)化全過程,以及燃料增殖與循環(huán)全系統(tǒng)全流程,解決聚變能工程可行性的關鍵問題。
工程實驗堆建設不僅是聚變走向發(fā)電應用的關鍵一步,也將帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。對此,李建剛指出,應以聚變堆產(chǎn)業(yè)化引領未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成聚變尖端制造千億產(chǎn)業(yè)集群,推動能源革命。
在產(chǎn)業(yè)提速的同時,安全問題同樣不容忽視。國家核安全局副局長劉璐指出,“十五五”期間核聚變研發(fā)向工程化應用突破,要重點強化安全邏輯,構建關鍵技術研發(fā)和驗證體系,更加注重風險分析的質(zhì)量;同時要推動核聚變未來產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,加快推出一批面向行業(yè)的技術文件或標準,為建立符合聚變特點、促進聚變應用的監(jiān)管制度打下堅實基礎。