文章核心观点 - 可控核聚变作为人类能源问题的终极解决方案,其产业化进程在2025年呈现加速趋势,多项国际与国内项目取得关键进展,技术路线百花齐放,商业化路径逐渐清晰 [1][3][4][5] 核聚变定义与原理 - 可控核聚变是模拟太阳原理,使氢同位素氘和氚在受控环境下结合释放能量,被称为“人造太阳” [1][12] - 实现核聚变需满足三大核心条件:超过1亿摄氏度的高温、足够高的等离子体密度及足够的能量约束时间,三者的乘积“聚变三乘积”是关键指标 [1][20] - 氘-氚聚变是当前最主要的反应形式,占比达65%,因其在相对较低温度下即可发生且释放能量高 [19] 核聚变优势 - 核聚变原料极其丰富,每升海水中的氘聚变可释放相当于300升汽油的能量,地球海水中的氘够人类使用100亿年以上 [2][29] - 与传统能源相比,核聚变不产生温室气体和长寿命放射性核废料,对环境几乎零污染 [2][28][29] - 能量密度极高,一座聚变电站的发电量即可满足一座大城市的需求,未来有望彻底改变全球能源格局 [2] 技术路线与突破 - 全球核聚变研究主要分为磁约束和惯性约束两大技术路线 [2][3] - 磁约束路线最为成熟,托卡马克是国际主流选择,中国“东方超环”(EAST)曾创下1056秒长脉冲高参数等离子体运行纪录 [2] - 惯性约束路线利用激光或粒子束压缩燃料,美国国家点火装置(NIF)在2022年首次实现聚变输出能量大于输入能量的里程碑 [3] 国际项目进展 - 国际热核聚变实验堆(ITER)由七方联合建设,总占地180公顷,目标2034年首次点火,实现聚变能增益大于10 [3] - 美国CFS公司的SPARC项目采用高温超导磁体,体积仅为ITER的四十分之一,计划2026年产生等离子体,2027年实现净能量增益 [3] - 美国Helion Energy公司计划2028年通过“猎户座”装置为微软提供50兆瓦零碳电力,采用氘与氦-3作为燃料 [3] 国内项目与产业格局 - 中国形成“科研院所+高校+民营企业”的多元发展格局,民营企业如诺瓦聚变、能量奇点等获得数亿元融资,红杉资本等机构入局 [4] - 安徽合肥的BEST项目是全球首个紧凑型聚变实验装置,2025年5月提前启动总装,计划2027年实现聚变能量净增益 [4] - 江西“星火”项目聚焦聚变-裂变混合反应堆,目标2030年实现100兆瓦电力并网,能量增益因子预计超过30 [4] 商业化路径与展望 - 核聚变商业化分为实验堆、示范堆、商用堆三个阶段,全球正处于从实验堆向示范堆过渡的关键期 [5] - 中国的聚变工程示范堆(CFEDR)计划2035年建成,2050年建成商业示范堆 [5] - 国际能源界预测,若技术突破顺利,21世纪下半叶核聚变有望成为全球基荷能源,为“碳中和”目标提供核心支撑 [5] 政策支持 - 2024年6月美国发布《聚变能源战略2024》,计划加大资金投入支持聚变能商业化发展 [36] - 中国国务院国资委启动未来产业启航行动,明确将可控核聚变领域作为未来能源的重要方向 [36][37]
2025电力设备及新能源行业报告:核聚变太阳能量的地球复刻,产业化进程有