中國下一代「人造太陽」項目,正出現一個明顯轉向:焦點不再只是將等離子體加熱到極高溫,或者刷新維持時間紀錄,而是要測試這團等離子體能否成為一套可重複運作、最終可以發電的完整系統。
不過,時間表必須睇清楚。BEST預計在2030年前後示範發電,成都裝置則以2026年底前運作及產生中子為目標;這些全部都是項目目標,並不代表裝置現時已經是商業發電站。
EAST:打好地基,但不是發電廠
位於合肥的「實驗先進超導托卡馬克」(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST),是中國最廣為人知的「人造太陽」。2025年1月,EAST在超過1億°C的溫度下,維持高約束模式等離子體穩態運行1,066秒。中國科學院形容,這是邁向核聚變發電的重要一步。
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這項紀錄證明研究人員可以更長時間控制相關等離子體狀態,但並不等於裝置已經做到淨發電。真正的核聚變電廠,還要將熱能抽出並轉化為電力,同時承受高強度中子及熱負荷,維持關鍵組件、處理燃料,並能夠一個循環接一個循環地可靠運作。
所以,EAST的重要性在於累積長脈衝運行及等離子體控制經驗。它顯示研究人員可以將相關條件維持遠超短暫脈衝的時間,但單靠這項紀錄,仍然無法證明整座設施可以產生多過自身全面消耗的可用能源。
BEST:由實驗走向發電示範的橋樑
「燃燒等離子體實驗超導托卡馬克」(Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak,BEST)正在合肥興建。現有報道指,項目預計在2027年底前後完成,並以2030年前後首次示範核聚變發電為目標。
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BEST的意義,在於它並非只追求一次性的等離子體表現,而是要測試一條更完整的工程鏈,包括燃燒等離子體、約束、燃料處理、移走熱量,以及輸出電力。項目資料亦提出約20至200兆瓦的聚變功率範圍,但這是設計目標,並非已經實現的結果。
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因此,外界所講的「第一度電」,如果被理解成商業電力即將面世,便容易誤讀。假如BEST成功完成示範,當然會是重要的試驗性里程碑,但仍不能證明核聚變電力已經具備經濟效益,或者可以大規模接入電網。
BEST近期一個值得留意的進展,是項目開始顯示出重型工業製造的一面。兩個中國自主研發的超導磁體在2026年通過技術驗收及滿負荷測試,報道指項目正向最後組裝推進。
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21這些進展反映托卡馬克的製造及認證要求有多高:等離子體腔室只不過是整套系統其中一個部分。
成都HHMAX-901:試行另一條FRC路線
成都的HHMAX-901與HH Fusion有關,採用線性「場反轉構形」(field-reversed configuration,FRC)方案。傳統托卡馬克使用似冬甩的環形腔室,而據報道,這部裝置是一部長度超過20米的線性機器,並被介紹為中國首部採用線性路線的核聚變裝置。
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項目曾被形容為以2026年底前投入運作為目標。相關報道亦將線性FRC系統與中子源用途聯繫起來,例如中子成像、核醫學、材料研究及核廢料研究。
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對部分線性聚變項目而言,這些用途可能比發電更早形成商業市場。不過,「有用的中子源」與「核聚變發電廠」之間,仍然相差很遠。未來中子產量、商業表現及運作時間表,在有獨立測量結果公布之前,都應視為項目目標。
FRC同樣面對一系列未解決的發電工程問題,包括等離子體約束及增益、重複運行頻率、組件壽命、散熱,以及能否在工業規模下可靠運作。它較為緊湊及模組化的幾何設計具吸引力,但相比托卡馬克,FRC走向可靠核聚變電廠的技術路徑仍未有同樣深厚的實驗基礎。
點解中國要同時押注幾條路線?
中國沒有將所有希望放在單一裝置或一種設計哲學上。據報道,四川的科研及商業團隊正探索托卡馬克、線性FRC、慣性約束,以及磁驅動核聚變等不同技術路線。
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這種多線並行,反映核聚變工程本身仍然存在很大不確定性。托卡馬克擁有最深厚的實驗紀錄,但需要複雜的超導磁體、嚴格的真空系統,以及能夠面對極端環境的等離子體接觸組件。線性概念可能提供另一套工程及商業選擇,尤其適合發展中子源,但仍要證明能夠長時間約束等離子體,並達到發電廠所需的性能。
換句話說,中國正採取一種「組合拳」策略:EAST及BEST推進托卡馬克路線,民營及地方項目則測試可能在體積、建造速度、模組化,或者中間應用上具競爭力的替代方案。
真正競賽:建立一套完整工業系統
談核聚變時,討論往往集中於溫度或等離子體維持了幾多秒。但對發電廠來說,更難的部分是系統整合。
一套核聚變能源系統,要將超導材料及磁體、特種金屬、超高真空、低溫工程、等離子體加熱、診斷設備、電力電子、第一壁及偏濾器技術、屏蔽、遙距維修及安全系統,全部整合在一起。
BEST的磁體計劃正好展示由實驗室科學走向重型工程的轉變。磁體成功測試固然重要,但報道亦提醒,整機組裝,以及在極端條件下進行長期服役測試,仍然在前面。
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因此,等離子體紀錄與發電里程碑不能混為一談。一部機器可以長時間維持等離子體,卻仍然未必能做到整座電廠層面的淨能量輸出、組件耐久性、設備可用率或合理運行成本。
核聚變最早的商業產品,未必是電力
對部分線性聚變項目來說,中子源可能成為較早出現的中間市場。已報道的用途包括硼中子捕獲治療、 中子成像、同位素相關工作、材料研究及核廢料處理。
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這些應用並不能證明核聚變發電已經實現,但可以讓企業在挑戰發電設施之前,先建立收入來源、測試硬件,並累積輻射工程、控制、電磁兼容及系統認證方面的經驗。
同一條供應鏈亦可能惠及非聚變行業。超導磁體、低溫設備、精密電力系統、真空設備及耐輻射材料,都可能對醫療及工業設備有用。不過,現有資料不足以在本文獨立核實「中國自主研發的超導質子治療設備,於2026年8月為首名臨床試驗患者提供治療」這項具體說法。
資金亦開始追上工程機會
除了公共及科研項目,民間投資亦正在增加。有市場報告統計,2026年上半年中國核聚變領域出現28宗新融資交易,期內融資總額約為72.68億元人民幣。
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這個數字屬於市場報告,不能直接當作技術進步的證明,也不應與政府或業界採購額混為一談。另一份報道則指,2026年與核聚變有關的採購額約為100億元人民幣。
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但整體投資模式確實呼應一個更大轉變:中國企業正圍繞不同技術路線,以及建造和測試這些裝置所需的工業能力組成團隊。科研會提出新的工程要求,而製造及測試能力,就會反過來決定哪些科學概念可以變成可重複運行的機器。
下一步應該睇乜?
未來真正有分量的測試,不只是裝置能否達到更高溫度,而是能否展示:
- 在清楚界定的系統邊界下,達到淨能量表現;
- 不是只成功一次,而是可以重複運作的等離子體;
- 耐用的第一壁、偏濾器及磁體系統;
- 可行的氘氚燃料循環,以及長遠的氚增殖能力;
- 有效移走熱量並將其轉化為電力;
- 遙距維修,以及可接受的組件更換時間;
- 安全、牌照監管及電磁兼容表現;以及
- 一套足以支持電網供電的成本及可用率方案。
中國核聚變計劃目前更適合被理解成一個不斷擴大的工程生態,而不是已經完成的能源技術。EAST提供了重要的長脈衝等離子體經驗;BEST嘗試將這些經驗接駁到面向發電的試驗示範;成都HHMAX-901則測試另一條線性路線,而中子應用有可能早於發電出現。
如果這些項目達到各自目標,確實會是邁向核聚變發電的重要進展。但單靠它們,仍然不足以證明商業核聚變已經真正接入電網。