中國公布 HL-4 核聚變方案：25 特斯拉超導磁體成 2030 關鍵

中國在上海舉行的 2026 核聚變能大會上，公布了新一代核聚變實驗設施 HL-4（中國環流四號）的更多資料。這個項目的重點，不是再創一個等離子體溫度紀錄，而是要驗證高溫超導磁體能否在核聚變裝置內的高熱、輻射，以及巨大電磁和機械應力下穩定運作。37

這個消息之所以重要，是因為它把中國近年在等離子體研究方面的進展，連接到磁體、材料及大型工業系統的工程化發展。不過要先講清楚：HL-4 的公布並不代表商業核聚變發電已經實現。

HL-4 是 HL 系列的下一個工程階段

HL 名稱延續西南物理研究院的「環流」托卡馬克系列，包括 HL-1、HL-2A，以及目前運行的 HL-3。現有報道一般把 HL-3 視為這條路線上最新的大型運行裝置，而 HL-4 的定位則更貼近未來反應堆所需的工程驗證，不只是追求更高等離子體溫度。

HL-4 的核心技術，是在高磁場下使用高溫超導（HTS）磁體。按大會相關報道，裝置計劃驗證 25 特斯拉高溫超導磁體，在複雜核聚變環境下的可靠性。中國媒體亦把 HL-4 描述為穩態燃燒等離子體實驗平台，並提出建成後聚變增益 Q 值高於 5 的規劃目標；但這些仍然是設計指標，並非已經取得的運行結果。23

簡單來說，HL-4 要回答的是：磁體能否在強烈熱負荷、輻射，以及電磁和機械力量反覆作用之下，保持正常工作。這與托卡馬克能否短時間製造超高溫等離子體，是兩個不同層次的問題。未來核聚變電站需要的是可以持續、重複而且可靠運行的磁體及配套系統。

HL-3 在 2025 年做到甚麼？

HL-3 為下一階段研究提供等離子體物理基礎。2025 年的報道指，HL-3 達到「雙億度」運行里程碑，離子溫度約為 1.2 億°C，電子溫度約為 1.6 億°C。3642

不同來源對離子溫度的表述略有差異。中國核工業集團在 2025 年 3 月的公告中，將原子核溫度列為 1.17 億°C；其後部分總結則採用 1.2 億°C。3442 關鍵並不在於小數點後的差異，而是 HL-3 已能在先進核聚變等離子體研究所關注的 1 億°C 級別運行。這並不代表它已經產生商業電力。

報道亦指，升級後的 HL-3 計劃在 2027 年左右進行燃燒等離子體實驗。3236 這類實驗的目標，是由製造極端等離子體條件，進一步研究由聚變反應自身加熱的「燃燒」等離子體行為。

25 特斯拉磁體路線圖：另一條工業化戰線

HL-4 公布的同時，長三角一個由中國聚變能源牽頭、聯同另外 8 家企業及機構組成的創新聯合體，亦公布了高溫超導強場托卡馬克磁體的發展路線圖。聯合體表示，相關工作是按照 HL-4 的需求推進。1819

目前披露的時間表分為兩個里程碑：

• 2028 年前： 完成首條 25 特斯拉高溫超導強場磁體研製及測試線。
• 2030 年前： 完成原型磁體研製。

這兩個日期講的是磁體研發基礎設施及原型生產，並不等於 HL-4 本身會在同一時間完成或投入運行。測試線可以早於原型磁體建成，而原型磁體完成後，也仍要證明自己能否在核聚變環境中長時間運作。2123

這種由多間企業、研究機構及大學合作的模式，也反映中國的核聚變策略不只着眼於單一研究所。超導材料生產、磁體製造、低溫工程、電源、結構工程及測試系統，都要互相配合，核聚變裝置才有機會由一次性的科研設備，逐步變成可以重複運作的能源系統。

582 噸 BEST 磁體代表甚麼？

7 月完成測試的 582 噸超導環向磁體，屬於另一個項目——燃燒等離子體實驗超導托卡馬克（Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak，BEST）。中國科學院合肥物質科學研究院等方面表示，關鍵超導磁體系統，包括環向場磁體及高溫超導中心螺線管線圈，已完成驗收及全參數測試，並採用國產化核心技術。2231

大型超導磁體是托卡馬克利用磁場約束等離子體的核心部件，因此這次測試是製造能力和系統整合方面的重要里程碑。但通過驗收及全參數測試，並不等於已經產生淨核聚變電力。BEST 仍然是興建中的實驗項目，目標在 2027 年完成，並爭取在 2030 年左右示範核聚變發電。2552

這三個項目可以這樣分辨：

• HL-3： 展示日益嚴格的高溫等離子體運行條件。
• HL-4： 計劃在核聚變環境中測試更貼近反應堆需求的高溫超導磁體。
• BEST： 以另一條超導托卡馬克路線，推進燃燒等離子體及發電示範。

它們都是中國更大規模核聚變計劃的一部分，但不能把其中一個項目的進展，直接當成另外兩個項目已經達標。

這些項目如何配合中國的整體策略？

中國 2026 至 2030 年的第十五個五年規劃，把核聚變能列入前沿科技重點。相關分析認為，規劃同時強調科技自主及建立戰略產業的本土能力。4651

因此，HL-4、25 特斯拉磁體路線圖及 BEST 所展示的，不只是等離子體研究策略，也是一套供應鏈策略。中國正嘗試同步建立先進托卡馬克需要的硬件生態，包括超導材料、大型磁體、低溫系統、電源設備及反應堆工程能力。

外界經常引用中國到 2030 年在核聚變及其他未來產業投入超過 3,000 億元人民幣的說法，但這個數字需要審慎理解。現有資料把它描述為核聚變及其他未來產業的估算，並非一筆清楚列明、只用於核聚變的中央撥款，也不是已確認的 HL-4 專項預算。49

較穩妥的結論是：核聚變已成為中國的戰略投資方向之一，但單靠目前證據，仍然無法確定中國全國核聚變的精確撥款總額。

總結：重要的是由「造出等離子體」走向「守得住工程」

HL-4 最值得關注的地方，是它嘗試填補令人印象深刻的托卡馬克實驗，與未來核聚變反應堆之間的工程缺口。

HL-3 在高溫等離子體方面的成果，顯示中國的物理研究正在推進；BEST 的 582 噸磁體，則展示了製造和測試大型超導部件的能力。HL-4 再把難度推高一步：高溫超導磁體能否在核聚變裝置預期的持續而惡劣環境中，長期承受熱、輻射及機械應力。

這是全球核聚變競賽中一個有分量的工程進展，但仍然只是邁向反應堆能力的一步，並不是商業核聚變電力已經準備就緒的證明。