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聚变能技术从科研向工程实践和应用迈进 “人造太阳”加速商业化意味着什么(瞰前沿·大国重器)
人民日报·2025-10-19 06:08

文章核心观点 - 聚变能技术正从科学研究加速迈向工程实践和商业应用,商业化成为全球热点 [1] - 中国通过政策支持、装置突破与国际合作,构建聚变能工程化产业化发展的生态体系 [1][8] - 行业处于燃烧实验阶段,目标在2035年建成工程实验堆,2045年建成商用示范堆 [6][7] 中国聚变科研装置进展 - 中国环流三号(HL-3)实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的双亿度等离子体运行,聚变三乘积大幅跃升 [2] - 中国环流三号建成工程性液态金属和氦气工质热工研究台架,为聚变堆工程化应用奠定实验基础,并于2023年12月被确立为ITER卫星装置面向全球开放 [2] - 东方超环(EAST)成功实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,刷新世界纪录,包含超过200项自主创新核心技术 [3] - 紧凑型聚变能实验装置夸父启明(BEST)完成主机杜瓦底座落位安装,主体工程建设进入新阶段 [3] - 聚变堆主机关键系统综合研究设施夸父(CRAFT)自主设计的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件通过验收,为商用堆研发提供关键技术验证 [3] 民营企业与技术创新 - 新奥集团玄龙-50U球形环装置实现全球首个氢-硼燃料百万安培等离子体电流,验证150千安下环向场线圈稳定运行及1.2特斯拉磁场满负荷性能 [4] - 能量奇点研发的高温超导磁体经天磁体实现21.7特斯拉峰值磁场强度,专为下一代托卡马克装置设计 [4] - 等离子体物理研究所与多家机构共建联合实验室,孵化出等离子体焊接设备、微波污水处理装置等产业化成果 [3] 全球聚变能商业化态势 - 全球近40个国家推进聚变计划,处于运行、在建或规划中的聚变装置超160座,私人投资总额突破100亿美元 [5] - 意大利目标在2030年实现首个等离子体,美国能源部提供1.07亿美元资金支持6个聚变创新研究引擎合作项目,德国拟投入3.7亿欧元加强研发 [6] - 实现聚变能商业化需经历原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆六个阶段,中国目前处于燃烧实验阶段 [6] 中国政策与生态体系支持 - 2021年《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》将可控核聚变列为低碳前沿技术攻关重点领域 [8] - 2022年《十四五现代能源体系规划》支持受控核聚变前期研发与国际合作,2024年《关于推动未来产业创新发展的实施意见》加强聚变关键核心技术攻关 [8] - 2025年原子能法明确规定国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究和技术开发 [8] - 安徽合肥依托东方超环打造百亿元级聚变能源产业集群,四川聚变科创城建设可控核聚变全球性技术研发高地和产业发展集群 [8] 国际合作与机制创新 - 中国作为ITER计划关键合作伙伴,高质量完成18个关键部件和系统设计制造,2025年主导真空室模块组件吊装入位及大型装备交付 [9] - 中国与50多个国家140余家核聚变科研机构合作,发布聚变能领域首个ISO国际标准《聚变堆热氦检漏技术》 [9] - 2025年7月中核集团牵头组建中国聚变能源有限公司,可控核聚变创新联合体成员扩容至38家,启动聚变堆超导磁体产业化等重点项目吸引社会资本 [9] 商业化挑战与未来规划 - 技术层面需突破等离子体稳态燃烧、耐强场高温负荷材料、超导磁体、氚燃料自持等难题 [7] - 产业生态需解决产供链成熟性、经济可承受性、投资可持续性、监管可适配性问题 [7] - 中国计划2027年开启聚变能燃烧实验,2030年具备工程实验堆研发设计能力,2035年建成工程实验堆,2045年建成商用示范堆 [7]