全球可控核聚变竞赛态势 - 2025年可控核聚变领域迎来里程碑式突破，全球竞速“人造太阳”，中国已成为这场竞赛中不可忽视的关键力量 [1] - 可控核聚变核心目标是实现“稳定、可控、可发电”的能量输出，需突破“聚变三乘积”门槛（等离子体温度、密度与约束时间的乘积达到10²¹m⁻³・s・keV）[2] - 国际热核聚变实验堆（ITER）由35国参与、造价超200亿欧元，2025年完成核心线圈系统安装，其18个环形场线圈能产生11.8特斯拉强磁场，约束1.5亿度等离子体，计划2034年开展氘氚聚变实验，目标能量增益因子Q=10 [2] - 美国私企商业化冲刺具突破性，CFS聚焦高温超导技术，其SPARC装置计划2026年验证Q>1，2030年推出200兆瓦级商业堆ARC；Helion Energy采用场反位形技术，与微软签下全球首个聚变电力购买协议，承诺2028年前建成50兆瓦电厂 [3] 中国可控核聚变技术突破 - 中国全超导托卡马克装置“东方超环”（EAST）在2025年1月成功实现1亿度等离子体稳态运行1066秒，创下全球最长纪录，标志着人类首次掌握长时间约束上亿度等离子体的技术 [4] - EAST采用全超导磁体技术及零下269℃与1亿度共存的系统，背后是68项自主创新核心技术积累，团队正推进升级，计划2035年前实现更高参数稳态运行 [4] - 企业主导的新兴路线取得进展，新奥集团研发的“玄龙-50U”球形环装置在2025年创下两项全球纪录：实现百万安培级氢硼等离子体放电，以及以1.2特斯拉中心磁场稳定运行1.6秒，是全球首个在氢硼聚变路线上突破关键参数的装置 [5] - 氢硼聚变燃料来源广泛，反应产物只有氦，无高能中子辐射，发电效率可达90%以上，被视为下一代聚变的理想路径，尽管需要10亿度以上等离子体温度，新奥通过“阶梯加热”技术正逐步攻克 [5] - 中国聚变工程实验堆（CFEDR）规划在2025年明确，目标2050年前实现百万千瓦级发电；BEST项目聚焦燃烧等离子体研究，计划2027年验证Q>1 [5] 主要技术路线对比 - 主流磁约束路线中，托卡马克成熟度高，但结构复杂、建造成本高；仿星器采用扭曲磁场设计，避免了托卡马克的电流破裂风险，2025年实现43秒稳态运行，但工程难度大，参数提升慢 [6] - 惯性约束路线以美国国家点火装置（NIF）为代表，通过激光轰击燃料小球引发聚变，2025年实现能量增益Q=1.5，但属脉冲式反应难以持续发电 [6] - 新兴路线瞄准低成本、快落地，如Helion的FRC技术采用直线型结构，建造成本仅为托卡马克的1/3；美国的Z-箍缩技术计划2035年验证混合堆技术 [7] 产业链支撑与发展 - 中国可控核聚变产业链已初具规模，形成自主可控基础，上游超导材料方面，上海超导实现第二代高温超导带材量产，打破国外垄断，仅需零下196℃液氮制冷（成本为液氦的1/50） [9] - 中游设备方面，中核集团能自主制造托卡马克真空室、偏滤器等核心部件，玄龙-50U的微波加热系统、诊断设备实现100%国产化 [9] - 下游工程建设与运维领域，中核二三成立总承包项目部，推进聚变装置工程化落地，为商业堆建设积累经验 [9] 能源前景与驱动力 - 可控核聚变能提供零碳排放、原料永续、24小时稳定供电的解决方案，全球海水中的氘能满足人类百万年能源需求，且产物无放射性核废料 [10] - 国际能源署预测2050年全球电力需求将翻倍，化石能源面临减排压力，风能、太阳能存在间歇性短板，可控核聚变成为终极能源选项 [10] - 2025年的突破使可控核聚变更接近现实，未来10-20年随着商业示范堆建成，人类或将迎来聚变能源时代 [10]

中国聚变能研发进展 - 中国聚变能开发已从原理探索、规模实验阶段进入燃烧实验阶段，未来将经过实验堆、示范堆阶段后进入商业化运营[1] - “中国环流三号”是国内规模最大、参数最高的先进核聚变实验装置，技术水平跻身国际第一方阵[1] - 中国已实现聚变能研发从“跟跑”到“并跑”的跨越，并在部分技术领域实现“领跑”，具备加速实现聚变能商用的基础和能力[6] 关键技术突破与里程碑 - “中国环流三号”于今年5月同时实现等离子体电流100万安培、离子温度1亿摄氏度、高约束模式运行，聚变三乘积达到10的20次方量级，创下中国聚变装置运行新纪录[3] - 研究团队计划对“中国环流三号”进行升级改造，并计划于2027年开展燃烧等离子体实验[3] - 科学家通过“磁场笼子”技术约束聚变燃料等离子体，“中国环流三号”和“玄龙-50U”等装置均采用这一技术路线[3] 商业化探索与产业布局 - 随着聚变能技术突破，资本市场积极布局，一批商业公司从不同路径开展聚变商业化探索[4] - 新奥能源研究院的“玄龙-50U”装置中间有球形环作为氢硼燃料的“燃烧炉”，目前也在向聚变燃烧实验挺进[4] 国际合作与贡献 - 中国作为国际热核聚变实验堆计划的七方成员之一，今年如期交付多个大型装备部件，提前完成两项核心设备安装任务[6] - 以承担ITER相关部件制造任务为契机，中国努力攻克相关设计技术，在核心部件研发上取得突破[6]

可控核聚变技术进展 - 新一代人造太阳“中国环流三号”于2024年3月28日首次实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的重大突破 [4] - 团队在120余天内完成千余次方案迭代，实现离子温度从4000万摄氏度跃升至6000万摄氏度，并最终引燃“双亿摄氏度”高温 [8][9] - 衡量核聚变研究水平的关键参数是等离子体离子温度、密度和能量约束时间三项的乘积，即“聚变三乘积” [10] 核心技术突破与国产化 - 高功率微波回旋管、高功率中性束注入加热系统投入运行，并首次提出及实现了提高芯部能量约束的新方法 [4] - 自主研发的聚变装置控制系统（CODIS）实现广泛运用，标志着“中国智造”在聚变领域的进展 [4] - 团队攻克电子回旋传输部件等难题，耗时4年多实现高功率微波回旋管的核心部件“管子”从无到有，最终使“中国管”成功应用于亿摄氏度高温实验 [4][5][6] - 中性束研发团队建成投运第二套高功率中性束注入加热系统，单源最大束流超过系统设计目标 [11] 研发团队与协作模式 - 科研团队平均年龄仅35岁，通过常态化讨论机制和激烈碰撞，突破常规运行区间，形成多参数协同调控模型等创新方案 [1][8][9] - 团队采用多系统、多专业、多团队协同作业模式，包括激光散射系统（“眼睛”）、加热系统（“心脏”）、屏障系统（“皮肤”）和数据分析系统（“大脑”）等角色分工 [10][11] - 研发工作基于前辈专家的技术积累，如在已故专家曹建勇的中性束设计方案基础上发展出现有系统 [11]

中国聚变能源有限公司成立 - 中国聚变能源有限公司于7月22日在上海正式成立，由中核集团牵头组建，是其直属二级单位，将作为推进我国聚变工程化、商业化的创新主体 [1][2] - 公司重点布局总体设计、技术验证、数字化研发等业务，并建设技术研发平台和资本运作平台 [2] - 该公司的成立标志着国家可控核聚变工程化与商业化战略进入新阶段 [1] 国家投资战略规划 - 国家投资三步走规划正式成型：短期强化半导体与AI领域，中期以雅江水电站等超级工程推动基建升级，远期押注可控核聚变的能源革命 [1][2] - 可控核聚变商用已脱离"永远还要五十年"的魔咒，可能在十多年内实现初步商用，潜在收益将远超电动汽车产业 [2] 可控核聚变技术路线 - 可控核聚变主要分为磁约束和惯性约束两类，磁约束包括托卡马克和仿星器，惯性约束包括激光聚变和Z-箍缩 [3][5] - 托卡马克路线因工程成熟度最高成为全球主流，中国在该领域已取得重大突破 [1] - 中国环流三号装置实现原子核温度1.17亿摄氏度与电子温度1.6亿摄氏度的"双亿度"里程碑 [1] - 东方超环装置首次完成1亿摄氏度1000秒"高质量燃烧"，创造新世界纪录 [1] - 美国国家点火装置虽实现激光聚变点火实验，但能量输出远小于整个系统消耗电能 [1][5] 技术路线比较 - 磁约束有效约束时间一般为秒至分钟量级，惯性约束有效约束时间仅为百皮秒量级 [18] - 磁约束实现聚变需要离子密度达到每立方米10^20个粒子级别，而惯性约束需要达到每立方米10^31个粒子级别 [20] - 激光可控核聚变靶丸吸收的X光能量只有激光能量的15%左右，飞层动能又只有这部分能量的15% [37] 中国可控核聚变进展 - 中国环流三号已处于点燃可控核聚变的门槛附近，有望在未来5年内实现可观的聚变功率输出 [42][48] - 中国计划2035年建成聚变工程实验堆，初期实现100-200MW聚变功率输出，2050年前后并网供电 [1][60] - 能量奇点公司计划2027年建成全高温超导托卡马克装置"洪荒-170"，目标实现Q>10 [58] 商业化前景 - 中国商业资本加速涌入可控核聚变领域，能量奇点已完成多轮融资，参投股东包括米哈游、蔚来等企业 [58] - 随着技术突破，更多初创企业将进入可控核聚变领域，推动行业快速发展 [58] - 聚变商用有望在2050年前后实现，随着高温超导等技术突破，商业落地时间可能进一步提前 [60]