文章核心观点 - 可控核聚变技术正从科研阶段加速迈向产业化 谷歌与Commonwealth Fusion Systems签署全球最大聚变能源购电协议 资本和科技巨头积极布局核聚变领域 中国在核聚变科研和商业化方面取得显著进展 [1][2][5][19][22] 核聚变技术发展历程 - 1920年英国物理学家爱丁顿首次提出太阳能量可能来自氢聚变反应 [3] - 1937-1939年美德科学家共同提出C-N循环理论 从理论上证实太阳能源来自氢核聚变 [3] - 1954年苏联科学家率先提出托卡马克方案并建成第一台装置T-1 [4] - 1972年美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室建成首台多束激光装置Shiva [4] - 1985年美苏欧日共同启动国际热核聚变实验堆ITER计划 中国于2006年加入 [4] - 2006年中国建成EAST装置 2024年实现1亿摄氏度运行1000秒 [4][19] - 2009年美国建成国家点火装置NIF 2022年首次实现净能量增益 [4] 核聚变技术优势 - 能量密度极高 0.03克海水中氘的聚变能量相当于300升汽油 [7][8] - 清洁环保 只产生氦气 不排放二氧化碳 [8] - 原料无限 氘能从海水中提取 氚可人工制取 [8] - 安全性高 装置故障时反应立即停止 不会爆炸或泄漏 [9] 科技巨头布局核聚变 - 谷歌与CFS签署200兆瓦购电协议 规模远超2023年微软与Helion Energy的50兆瓦协议 [1] - 谷歌 英伟达 比尔·盖茨旗下基金共同投资CFS [1][11] - 微软与Helion签署2028年前供电协议 [16] - 科技巨头投资核聚变主要动机：数据中心耗电猛增 IAE预计全球数据中心用电到2030年将翻倍 [10] - 碳中和压力推动科技公司寻求零碳能源解决方案 [10] Commonwealth Fusion Systems技术突破 - 2021年成功测试20特斯拉高场超导磁体线圈 磁场强度达ITER装置5.3特斯拉的 nearly 4倍 [14] - 高温超导磁体技术使反应堆体积缩小至原来的1/60 [14][15] - 累计融资近30亿美元 占全球私人聚变企业融资总额的三分之一 [14] - SPARC试验机计划2025-2026年点火 目标实现能量产出大于输入 [15] - ARC示范电厂力争2030年前后并网发电 [15] 全球核聚变企业竞争格局 - 美国Helion采用磁惯性聚变路线 获OpenAI创始人5亿美元投资 [16] - 美国TAE Technologies累计融资13.5亿美元 目标2030年代推出氘-氘聚变原型机 [16] - 英国Tokamak Energy融资总额达3.35亿美元 2022年实现1亿摄氏度等离子体温度突破 [16][17] - 英国政府宣布未来五年向核聚变领域追加25亿英镑投资 [17] - 国际聚变行业协会调查显示 70%以上私人企业认为2035年前核聚变能实现并网发电 [18] 中国核聚变发展进展 - 合肥EAST装置2024年创下1亿摄氏度持续1066秒世界纪录 [19] - 聚变工程实验堆CFETR分三步推进：2030年代建试验堆 2040年代建示范堆 2050年前后商用 [20] - 中核集团和浙能电力分别增资10亿和7.5亿元入股中国聚变能源有限公司 [20] - 诺瓦聚变完成5亿元天使轮融资 能量奇点首轮融资近4亿元 星环聚能天使轮融得数亿元 [22] - 新奥集团2019年建成国内首台中等规模私营球形托卡马克试验装置 [22] 核聚变商业化挑战 - 技术挑战：实验室Q>1只是起步 商用需更高Q值且稳定运行 [23] - 工程挑战：ITER项目已延期至2027年 造价超200亿美元 [24] - 供应链挑战：超导材料等关键部件面临短缺与高成本问题 [24] - 人才挑战：缺乏顶尖专业技术人才 [24]