“用聚变点亮第一盏灯”是中国聚变计划的标志性愿景,但还不是已经实现的发电里程碑。迄今为止,全球尚没有聚变电站向电网提供商业化电力。
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中国正在走一条分阶段推进的路线:先由EAST攻克高温等离子体的物理问题,再由CRAFT验证反应堆级工程装备,接着通过BEST尝试聚变能增益与示范发电,之后再迈向CFETR等工程示范装置及商业电站。整体目标可概括为:2030年前后争取实现示范性聚变发电,2040年前后推动商业化电站——不过后者仍应被视为目标和预测,而非高确定性的时间表。
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三个装置,构成从实验到电站的“技术阶梯”
EAST:先把“太阳”稳定关在磁场里
位于合肥的EAST(实验先进超导托卡马克),常被称为“人造太阳”,并不以发电为直接任务。它的核心作用,是研究如何利用超导磁体约束超高温等离子体,并让装置进入更接近未来电站所需的稳态运行区间。
公开报道显示,EAST曾实现约1亿摄氏度高约束等离子体运行1,066秒。这类成绩的重要性不在于一次脉冲有多“热”,而在于能否把高性能等离子体维持得足够久、足够稳定。
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聚变电站通常设想使用氘—氚燃料。要让这种等离子体发生可持续聚变,温度通常需达到约1亿至3亿摄氏度,具体取决于等离子体密度和约束条件。为此,需要同时解决强加热、超导磁场、面对等离子体部件承受的极端热负荷、杂质控制和不稳定性抑制等问题。
EAST近期关于“密度极限”的研究,也指向这一关键难点:通过更精细地控制等离子体与器壁的相互作用,可使等离子体在极高密度下仍保持稳定,从而减少通往聚变点火道路上的一项主要障碍。
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CRAFT:把实验室技术推向反应堆工程
**CRAFT(聚变堆主机关键系统综合研究设施)**承担的是工程验证角色,填补托卡马克物理实验与真正反应堆之间的鸿沟。
其目标是对大尺寸、反应堆级的关键系统进行测试,包括磁体、加热与电流驱动系统、涉氚技术、包层和偏滤器方案、遥操作维护,以及高热流部件等。报道称,CRAFT已在2026年完成关键聚变系统测试。
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这一步尤其重要。未来聚变堆不仅要“烧起来”,还必须能在高热流、强辐照和复杂维护条件下长期运转。换句话说,聚变从来不只是物理问题,也是一项极其严苛的材料、装备制造、低温、真空和机器人维护工程。
BEST:冲刺“发出第一度聚变电”
**BEST(燃烧等离子体实验超导托卡马克)**是中国从科研装置迈向聚变发电示范的重要桥梁。其主机正在合肥组装,400吨底座已于2025年末安装;报道显示,项目计划在2027年底前完成装配。
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BEST提出的目标是,在2030年前后演示聚变净能量增益,并争取产生世界首批聚变发电电力。
11 这里需要区分两个概念:
- 聚变净能量增益:聚变反应释放的能量是否超过直接输入等离子体的加热能量;
- 电站净电力输出:发出的电能是否在扣除磁体、低温、加热、真空和其他全厂自用电后,仍能对外稳定输出。
后者才更接近真正意义上的“点亮灯”和并网发电,也因此难度更高。
真正难题:不是“够热”就够了
聚变研究常被浓缩为“把燃料加热到太阳中心数倍温度”。但达到1亿至3亿摄氏度,只是起点。一个可用的聚变电站还要跨过多重关卡:
- 长时间维持稳定的燃烧等离子体,避免破裂等失稳;
- 让磁体、第一壁、偏滤器等部件承受极端热负荷;
- 应对聚变中子对材料造成的长期损伤;
- 实现氚燃料的增殖与闭环供应;
- 依靠遥操作完成高辐照环境下的部件更换;
- 在计入全厂内部能耗后,持续提供净电力;
- 具备足够的设备可用率,并让成本能与其他低碳电源竞争。
中国的应对路线包括更强的加热系统、超导磁体、面向等离子体材料、杂质控制和主动稳定控制。人工智能也被用于预测等离子体破裂、优化加热与燃料注入、实时控制快速变化的等离子体状态。不过,AI是辅助工具,不能替代上述反应堆级难题的解决。
高温超导磁体与制造能力,是产业化的关键底座
高温超导高场磁体被视为托卡马克小型化和提升性能的重要方向。更高磁场有望提高等离子体压力和约束能力,并在一定程度上降低传统低温超导方案对超大装置尺度的依赖。
2026年,长三角创新联合体在中国聚变能源有限公司牵头下成立,参与方包括上海超导、上海交通大学、上海电气核电集团等,目标是联合开发高温超导高场托卡马克磁体的工程技术体系。
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与此同时,聚变产业还需要一整套高端制造能力:高精度超导磁体、真空室、大功率射频和中性束加热设备、等离子体面对部件、大型低温系统,以及机器人维护装备。中国希望形成的优势,是把国家实验室的科研能力与工业供应链连接起来,而不是让聚变长期停留在实验室阶段。
政策、城市集群与资本同时加码
政策层面,2026年获批的中国“十五五”规划将核聚变列入未来产业和科技经济重点方向。
3 《原子能法》于2026年1月15日生效,为原子能研究、开发与和平利用提供法律框架,并明确鼓励受控热核聚变的科技研发。
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合肥是当前最集中的聚变研发与产业集群:EAST、CRAFT、BEST以及中国科学院相关研究力量和专业供应商在此聚集。上海也正形成另一重要产业生态,聚变赛道已呈现多城市协同竞争的格局,而不再只是单一实验室项目。
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资本结构同样在变化。聚变不再完全依赖科研经费,国有资本、产业资本与风险投资正共同进入。全球范围内,聚变企业在截至2026年7月的一年中融资约45亿美元,受访的56家公司累计融资达到142亿美元;但相关调查对中国企业覆盖并不完整。
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中国民间融资也在升温。有行业估算称,2026年上半年国内核聚变融资额约为72.68亿元人民币,但这并非官方全国统计数据。
14 个案包括星河聚变完成8.3亿元人民币种子轮融资等。
19 此外,中国聚变能源有限公司据报道获得了来自大型国有企业约21亿美元的承诺资金,为协调产业化发展提供了重要平台。
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2030与2040:两个时间点并不矛盾
BEST提出2030年前后实现聚变发电的目标,而一些分析则把商业化电站放在2040年前后。两者未必冲突:前者更接近一次先导性、示范性的技术验证,后者则意味着能够长期、稳定且具有经济价值运行的商业电站。
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市场研究机构预计,中国核聚变市场规模将从2026年的5.043亿美元增至2031年的9.821亿美元。
5 但这不应被误读为聚变电力已形成市场。商业聚变电站尚未出现时,所谓“市场规模”主要对应研发、设备、零部件和工程服务。
归根结底,决定中国能否真正“点亮第一盏聚变灯”的,不是单次实现多高温度,也不只是获得短暂聚变脉冲,而是能否完成一整套电站级证明:全厂净发电、长期稳定运行、可更换的抗中子损伤部件、氚自给、足够高的可用率,以及可被市场接受的成本。
中国的推进速度很快,EAST—CRAFT—BEST的链条也已逐步成形;但通往商业聚变的最后一段,仍是全球所有参与者都尚未跨越的硬仗。