文章核心观点 中美在电网级核聚变能源领域展开竞赛，美国曾长期领先，但中国正通过加倍投入和快速建设项目追赶，在公共资金、反应堆规模、人力和材料等方面取得优势，美国私营部门在全球私人核聚变投资中占主导 [1][7][8] 分组1：核聚变能源概述 - 核聚变被称为清洁能源的圣杯，每千克燃料产生的能量是传统核裂变的四倍、煤炭燃烧的四百万倍，且无温室气体和长期放射性废物，预计到2050年市场规模至少达1万亿美元 [2] - 核聚变反应是氢原子在极高温度下融合形成等离子体，理论上过程中释放的质量可转化为大量能量，但等离子体难以控制，常用方法有使用强大磁铁在托卡马克装置中控制等离子体和用高能激光压缩燃料丸 [4] 分组2：美国核聚变发展情况 - 美国1952年首次大规模使用核聚变进行氢弹试验，2022年在劳伦斯利弗莫尔国家点火设施实现历史性首次核聚变点火并产生净正能量，此后美国核聚变初创企业的私人投资从2021年的12亿美元激增至超80亿美元，全球80亿美元私人核聚变投资中有60亿美元在美国 [3][5][8] - 传统核裂变能源投资因科技巨头为满足人工智能数据中心不断增长的电力需求而大幅增加，亚马逊、谷歌和Meta承诺到2050年帮助全球核能产量增至三倍 [6] - 美国核聚变初创企业中，联邦聚变系统筹集近20亿美元，赫利翁筹集10亿美元并与微软达成2028年向电网输送聚变电力的协议，TAE技术公司筹集12亿美元 [10] - 美国联邦政府对核聚变的年均资助约8亿美元，特朗普和拜登执政期间都加大了对核能包括核聚变的支持，2月美国参议员和核聚变专家呼吁提供100亿美元联邦资金以保持领先 [11][12] 分组3：中国核聚变发展情况 - 中国21世纪初加入国际热核聚变实验堆项目进入核聚变竞赛，虽ITER项目延迟，但中国在新项目建设上领先，目前建设的裂变核电站远超其他国家 [7][8] - 中国每年投入约15亿美元用于核聚变，绵阳有一个似乎包含四个激光舱指向一个足球场大小的 containment dome 的大型核项目，其规模约为美国国家点火聚变设施的两倍，2024年新建的激光聚变场地的 containment dome 也约为美国项目的两倍，可能是聚变 - 裂变混合项目 [11][13][14] - 中国现有国家托卡马克项目EAST在等离子体约束时间上屡创纪录，7亿美元的CRAFT项目今年将完工，其中新的托卡马克装置BEST预计2027年完成，有观点认为CRAFT项目借鉴了美国科学家2020年的计划 [15][16] 分组4：人力和材料情况 - 美国主要专注于升级现有老旧机器，而中国快速推出新项目吸引了更多人才，导致美国出现人才流失，中国拥有比美国更多的核聚变专利和十倍的核聚变科学与工程博士学位获得者 [18][19] - 核聚变项目需要大量材料，中国正努力控制这些材料的供应链，在先进材料开发上的投资是美国的十倍，上海的能源奇点公司受益于中国高效的供应链，在创纪录的时间内成功产生等离子体 [20][21] 分组5：未来展望 - 赫利翁目标是2028年率先实现电网级商业聚变电力，联邦聚变系统计划2030年代初在弗吉尼亚州使首个聚变发电厂ARC上线，但有观点认为美国不应仅因首批项目可能在美国就感到安心，最终目标是形成成熟的核聚变产业 [22]