图说：2025浦江创新论坛上“未来能源：可控核聚变专题论坛”座无虚席。
“聚变”以强势能撬动全球新能源巨变，上海正以“饱和式”姿态，全力拥抱新这一能源创新“风暴眼”。昨天下午，2025浦江创新论坛渐进尾声，“未来能源：可控核聚变专题论坛”却座无虚席。来自ITER国际组织、法国CEA聚变研究机构、日本国家聚变科学研究所、韩国聚变能源研究院，以及国内聚变领域的科学家和年轻创业者们济济一堂：“追光逐日”的可控核聚变从“未来之光”进入产业“读秒期”，聚变工程化实践和商业期应用的“下一站”有望停靠上海。
“人造太阳”
聚变来自可控核聚变，听上去有核，却与核裂变有着天壤之别。宇宙中，太阳及绝大多数恒星能源的核心来源是核聚变。例如，太阳能量来自其核心的“质子-质子链”核聚变，过程中释放巨大能量，以光和热的形式辐射到宇宙中。核聚变相比原子弹、核电站等应用的核裂变，污染微弱、安全可控。若未来实现更理想的“无中子聚变”，连材料活化的问题都能进一步减少。“整体而言，核聚变的核污染无论是从强度、存续时间还是处理难度上，都远低于核裂变，是一种清洁度极高的能源方式。”ITER国际组织副总干事罗德隆说。
由于聚变实现可控反应的技术难度远大于裂变，“‘人造太阳’永远还有50年”成为聚变科学界延续数十年的刻板印象。不过，在清华大学长聘副教授、陕西星环聚能科技有限公司创始人兼首席科学家谭熠看来，依托当前从技术到产业的发展态势，十年内有望见证聚变地面电力接入电网，聚变能的“50年魔咒”或将彻底终结。“核心驱动力是社会需求迫切。过去，聚变领域的科学家和工程技术从业者，只聚焦于发论文和项目申请，并不关心成果落地。如今，面对全球气候变暖与数据中心能耗激增的双重压力，聚变成为替代化石能源的关键选择。”
目前，国际热核聚变实验装置（ITER）计划，是目前世界上规模仅次于国际空间站的大科学工程计划，也是在建的世界最大实验性托卡马克核聚变反应堆。ITER 本身不发电，也无法验证持续商业发电所需的所有技术和经济性，但为全球核聚变研究搭建平台，积累技术经验与数据，奠定后续研究基础。近年来，各国在核聚变研究成果显著，商业化步伐加快。例如，日本2024年11月启动示范电厂项目FAST，目标到2030年代末进行发电示范。而美国和欧洲的聚变装置也不断在“净能量增益”上取得突破。
破局之地
中国在聚变领域成绩突出，特别是上海。就在本月11日，中国聚变能源有限公司已在上海闵行区成立公司总部和研发中心，加速推进聚变事业工程化、商业化应用。论坛上，中国聚变能源有限公司总经理张立波在演讲中介绍，中国聚变公司采用磁约束技术，在细分技术领域走的是一条新赛道——采用高温超导材料的紧凑型磁约束聚变。
实现可控核聚变的技术路线有很多，可分为磁约束、惯性约束、磁惯性约束三类。磁约束技术的主流装置是一种名为“托卡马克”的环形容器，惯性约束技术的核心部件是激光驱动器。过去，“托卡马克”装置采用低温超导材料，聚变堆的体积非常大。与之相比，高温超导材料具有高临界温度、高临界磁场、高载流能力等优势，可将聚变堆的体积缩小到传统聚变堆的几十分之一，使聚变能源的商用进程大幅提速。
据介绍，我国聚变研究始于上世纪50年代，1965年成立的核工业西南物理研究院是我国最早从事聚变能源开发利用的单位，也是我国参与ITER项目的主要技术支撑单位。在这家研究院60年发展的基础上，中核集团牵头组建了中国聚变公司。今年3月，中核集团核工业西南物理研究院打造的“中国环流三号”实验装置突破“双亿度”里程碑，实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度，创造了我国聚变研究领域的多项新纪录，距离输出能量大于输入能量的商业化关键指标目标更近。
在此基础上，中国聚变公司将主要任务定为“一目标+三支柱+一平台”，即在大科学实验、高温超导磁体研制、聚变堆材料研发任务的支撑下，依托数字化研发设备平台，加快建设聚变工程实验堆，让商用聚变电站的人类梦想在中国早日成为现实。
上海临港滴水湖畔，另一家同样年轻的上海公司，给聚变插上AI与超导的翅膀，仅用两年时间造出全球首台全高温超导托卡马克“洪荒70”，成功研制全球最高场强大尺寸高温超导D形磁体“经天磁体”。“‘洪荒70’不仅是全球4台全超导托卡马克装置之一，更是首台由商业公司研发建造的全超导托卡马克。”能量奇点公司创始人之一杨钊在演讲中指出。
高温超导技术之所以能为聚变领域带来变革，关键在于其对装置成本与性能的颠覆性优化，直接推动造价与建造周期大幅降低。以国际主流装置为例，传统托克马克装置如ITER造价约数百亿欧元，建造周期超过30年；而采用高温超导技术的美国公司装置，直径仅数米，造价大幅降低，建造周期显著缩短。这使得聚变能的初始投资成本有望降至与火电接近的水平，甚至通过规模化生产实现数量级下降，为聚变能商业化扫清了关键成本障碍。
除此之外，AI也成为能量奇点加速聚变研发的重要助力。例如，AI可以实现聚变装置的实时精准控制，加速仿真效率与准确性，减少对实体实验的依赖，以及结合软硬件优化诊断系统，进一步降低研发开支，提升效率。
前沿远见
“下一步，我们短期将推进‘洪荒170’装置研发，目标是以15亿人民币的低成本实现净能量增益，成为全球成本最低的净能量增益验证装置。”杨钊说，这些突破就如同ChatGPT在AI领域的意义，推动行业形成“聚变商业化拐点已至”的共识。更长期看，上海能量奇点计划研发“洪荒380”装置，以氘氚为燃料，实现500兆瓦配电功率，打造具备商业价值的聚变电站。
目前，包括上海在内的各地都在积极支持聚变产业发展，这是非常富有前沿远见，也是极具价值的。在谭熠看来，聚变发展虽然还有很多技术难关需要攻克，但是不应等问题都解决了再建设，而要通过迭代开发在发展中解决，“这恰如小孩学走路，不会等神经系统完善、平衡能力具备才开始，而是靠爬、摔、磕绊中学会，最终每个孩子都学会了走路。”
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