◎记者 林玉莲 王文嫣 刘一枫
被称为“人造太阳”的可控核聚变,相关开发工作正在提速。
上海证券报记者从2026核聚变能大会暨核聚变活动周相关活动上了解到,全球聚变装置密集取得突破,行业整体正从理论实验迈向工程化、产业化攻坚阶段。但等离子体自持燃烧、材料服役、氚燃料循环等共性难题,仍是横亘在工程化路上的“必答题”。
面对发展瓶颈,产业链上下游加速协同攻坚,各路资本持续入局,赋能多条差异化聚变技术路线探索。
环流四号宣布新进展 行业迈向工程化
全球核聚变能开发已驶入“快车道”。国际原子能机构数据库显示,截至今年8月,全球共有174个聚变装置(含计划建造)。国际热核聚变实验堆计划总体实施进展已完成80%,关键部件研制交付完成87%,已完成6个真空室模块吊装。
国内装置同样捷报频传。中核集团党组书记、董事长申彦锋在活动上表示,中核集团依托中国环流三号先进装置取得“双亿度”等突破性成果,正加速推进聚变关键技术攻关。此外,中科院等离子体所EAST装置实现1066秒稳态长脉冲运行。
中国聚变能源有限公司总工程师钟武律介绍,公司正全力推进中国环流四号研发,该装置是全球首个高温超导强场稳态燃烧实验平台,建成后最高磁场达25特斯拉、聚变增益Q不低于5,将系统验证聚变复杂环境下的强场磁体可靠性,演示聚变堆全域智能控制,实现装置长时间稳态运行。
当前,环流四号的上海马桥基地已开工,预计明年上半年具备设备调试条件,2030年全面建成。长三角高温超导磁体技术创新联合体已发布研制路线图,计划2028年前建成25T强场磁体研制测试线、2030年前完成原型磁体研制。
从顶层规划到立法保障,核聚变产业政策支持力度持续加大。“十五五”规划将可控核聚变作为未来能源技术纳入能源创新发展重点方向,并将可控核聚变列入国家前沿科技攻关重大工程项目。今年正式实施的原子能法首次将可控核聚变纳入法律保障体系。
不过,在产业发展进程上,可控核聚变面临一系列挑战。钟武律分析称,聚变能应用首先要实现点火,聚变三乘积须达5×10的21次方,进而实现等离子体长时间稳定燃烧,让全堆发电功率大于耗电功率,即工程增益Q大于1。
钟武律表示,行业要跨越三大共性难点:一是燃烧等离子体稳态自持运行,上亿度等离子体的有效加热约束、自举电流主导的稳态运行仍有大量科学问题待解;二是耐高能中子辐照与高热负荷材料,未来商用堆功率将达吉瓦级以上,什么材料能够长期服役亟待研究;三是氚自持循环,氚在自然界不存在且半衰期仅12.3年,吉瓦级聚变堆年耗氚达百公斤级,须实现氚的增殖与提取,产出大于消耗。高温超导强场磁体本身也是一道关口。“聚变强场磁体很多参数已经接近了超导材料的极限。”钟武律说。
商业化路漫漫 产业协同攻克核心技术
核聚变能的发展,要经历原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆等六个主要阶段。我国聚变能攻关正处于燃烧实验阶段,距离真正的商业化落地还有较长的进程。
“我国聚变实验装置集成与运行能力处于国际第一方阵,部分单件设备研制能力达到国际领先水平,基础材料体系基本建立,但部分高端材料仍依赖进口或处于试验验证阶段。”中国聚变副总经理于晓龙表示。
面对发展的系列难题,业内陆续成立可控核聚变创新联合体、聚变产业联合会等,加速上下游企业协同攻关。
可控核聚变创新联合体由中核集团牵头成立于2023年,成员单位现已发展至60家,包括央企、地方国企、高等院校、科研院所和民营企业等主体,覆盖上游材料、中游部件/设备、下游装置建设运行。其核心目标为:到2030年,具备工程实验堆开建能力,实现磁约束聚变能开发总体达到国际领先水平。该联合体各单位集智攻关,已发布三批次共12个科研攻关项目,合计投入总金额达2.5亿元。
在上游材料环节,牵头方中核集团计划在2028年建成全球首座14MeV聚变中子源,形成聚变堆材料辐照测试能力,成员单位则围绕聚变堆材料研发实现多点突破;在中游部分,围绕主机、供电、核测量、诊断、辐防等领域,联合体成员承接了32项合同,金额约3.9亿元。
安徽聚变产业联合会透露最新计划:2026年至2030年,BEST产业链完整度达到90%,突破关键核心技术;2031年至2035年,示范堆产业链完整度超过90%,锻造“杀手锏”技术;2036年至2040年,商用堆产业链完整度超过90%,基本掌握聚变堆关键核心技术。
多元技术路线并行 资本助力核聚变能开发
在全球174个聚变装置中,托卡马克为78个,仿星器28个,其他技术路线48个(含惯性约束20个)。从装置数量来看,美国、日本、俄罗斯和中国位居全球前列。
尽管托卡马克装置仍是主流,但资本已广泛布局高温超导托卡马克、球形托卡马克、场反位形、氘-氦3及氢硼聚变等前沿技术路线,多元路线并存成为核聚变能研发的基本格局。
资本正加速涌入这一赛道。美国聚变行业协会(FIA)发布的《2026年全球聚变行业报告》显示,截至2026年7月,全球聚变领域累计融资规模突破142亿美元。全球5家累计融资超过10亿美元的私营龙头企业均落户美国,德国Proxima Fusion完成4.11亿欧元大额融资。
上半年,国内至少有30家民营聚变公司完成新一轮融资,融资总额近80亿元,同比增长超过233倍。
资本的流动正在发生转向。投资对象正从单纯的科研项目资助,转向拥有明确装置建设计划和清晰商业化落地目标的聚变公司。面对尚未收敛的技术路径,多元化布局、不押注单一路线已成为业界投资共识。
资本衡量聚变公司的标尺同样在发生变化。一位投资机构创始人表示:“过去,业内高度关注等离子体温度、聚变增益Q值等硬性科技指标;如今,已逐步转向是否构建完整的能源商业体系。”
值得注意的是,各家聚变公司对于商业发电的时间预期,正由乐观回归理性。FIA调研的56家企业中,预计2030年至2035年实现商业发电的企业从21家降至16家;预计2040年至2045年实现的企业从5家增至9家;而预计2045至2050年实现的企业从1家增至3家。
“在商业化落地尚需时间的背景下,如何引导资本有序进入核聚变能赛道,是产业界与投资界共同面对的课题。”相关部门负责人表示。