本報記者 向炎濤

    在科幻小說《三體》中，作者劉慈欣描繪了一個因可控核聚變而改變的未來世界：城市上空漂浮著無數電力網絡，能源如同空氣般無處不在；人類擺脫了對化石燃料的依賴，文明在無限能量的支撐下迎來了空前的繁榮。這一圖景曾被視為遙不可及的幻想，但如今，現實正加速推開這扇“終極能源”的大門。

    今年以來，中國科研團隊不斷刷新可控核聚變裝置紀錄。近日，中國聚變能源有限公司（以下簡稱“中國聚變公司”）在上海正式掛牌成立。作為中國核工業集團有限公司（以下簡稱“中核集團”）直屬的二級單位，這家國家隊企業的誕生，標志著我國在可控核聚變產業化進程中邁出了關鍵一步。當前，一場圍繞“終極能源”的產業化競賽已然鳴槍。

    從科學可行性到工程可行性

    核能包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變能目前已在核電站實現商業應用，而聚變能則是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核并釋放出的能量。

    “可控核聚變被稱作‘終極清潔能源’，其通過反應自限性、低放廢料特性、多重工程屏障等實現本質安全，風險水平顯著低于核裂變和化石能源。”中國電力工程顧問集團華東電力設計院副總工程師姜震在接受《證券日報》記者采訪時表示，目前理論和試驗均已證明，核聚變技術能確保“近零核廢料”和可控輻射。

    近年來，可控核聚變研究駛入發展快車道。今年1月份，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所研發的世界首個全超導托卡馬克EAST（東方超環）裝置實現1億攝氏度、1066秒長脈沖運行，刷新世界紀錄；今年3月份，中核集團旗下核工業西南物理研究院新一代人造太陽“中國環流三號”（HL—3）裝置首次實現原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的“雙億度”突破。

    “EAST、HL—3等磁約束核聚變裝置不斷突破的運行紀錄，標志著中國核聚變正穩步從‘科學可行性’向‘工程可行性’邁進。”姜震表示，我國核聚變已歷經原理探索、裝置研究及規模實驗階段，正逐步進入燃燒實驗和實驗堆階段。

    在政策層面，核聚變已被納入國家未來產業重點布局。自2020年9月份“雙碳”目標提出以來，國家政策對可控核聚變的支持力度進一步加大，不僅在科研資金和研發基地建設方面給予保障，還通過專項政策推動其前期研發和工程應用。

    2024年，工信部等七部門聯合發布的《關于推動未來產業創新發展的實施意見》提到，聚焦核能、核聚變、氫能、生物質能等重點領域，打造“采集—存儲—運輸—應用”全鏈條的未來能源裝備體系。

    與此同時，部分地方政府也將核聚變列為前沿科技產業化試點。例如，上海將聚變能源作為前沿科技與未來產業培育的重點方向，先導布局高溫超導等關鍵核心技術攻關，引育高水平創新主體和優秀人才團隊。

    國家隊與民企齊發力

    當前，核聚變研究的國家隊已形成以中國科學院、中核集團等為主導的多技術路線并行格局。

    中國聚變公司的成立，正是科研積累與政策推動背景下的關鍵一步。該公司作為推進我國聚變工程化、商業化的創新主體，將重點布局總體設計、技術驗證、數字化研發等業務，并建設技術研發平臺和資本運作平臺。

    7月22日掛牌當天，中核集團、中國石油集團昆侖資本有限公司（以下簡稱“昆侖資本”）、上海未來聚變能源科技有限公司、國家綠色發展基金股份有限公司、浙江浙能電力股份有限公司及四川重科聚變能源科技有限公司等共同簽署增資擴股協議，總投資額約114.9億元。中核集團以現金和知識產權作價40.29億元控股，昆侖資本出資30億元持股20%，成為中國聚變公司第二大股東。

    眾多能源巨頭入股中國聚變公司，無疑顯示出各方對可控核聚變發展前景的看好。廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強在接受《證券日報》記者采訪時表示，中國聚變公司的成立對中國可控核聚變技術的發展具有重要意義。

    “此前該領域主要停留在實驗室研究階段，如今有了實體化運營的公司作為支撐。”林伯強表示，通過整合中核集團及多家能源企業的資源，不僅有助于實現技術互補，還能形成更雄厚的資本基礎，為整個核聚變產業鏈注入新動能。

    此次中國石油集團（以下簡稱“中石油”）通過昆侖資本參與中國聚變公司投資，更是釋放了重要信號。“從能源戰略角度看，中石油參與是對核聚變作為未來清潔能源重要性的認同。核聚變一旦商業化，其產能規模與環境效益將非常可觀。”林伯強認為。

    除國家隊外，民營力量也在加速探索商業化路徑。陜西星環聚能科技有限公司（以下簡稱“星環聚能”）便是其中的代表，公司目標是通過降低核聚變裝置規模和成本，加快迭代速度和商業應用。

    星環聚能創始人、CEO陳銳對《證券日報》記者表示，聚變能發展中的關鍵問題需要經歷科學可行、工程可行、商業可行三個階段，公司目前與行業發展階段同步，處于Q值（能量輸出與輸入的比值）≥1的工程可行性驗證階段，為后續的示范堆與商用堆建設奠定技術基礎。

    此外，江蘇永鼎股份有限公司（以下簡稱“永鼎股份”）、張家港廣大特材股份有限公司（以下簡稱“廣大特材”）等多家上市公司，也參與到可控核聚變產業鏈環節。

    產業鏈協同推進商業化

    當下，核聚變仍在進行艱難的“系統集成”攻關。

    姜震認為，目前，可控核聚變商業化面臨的主要科學技術挑戰，集中在材料工程突破、氚（氫的一種放射性同位素）自持與熱量傳導、燃燒等離子體穩態自持運行等領域，亟須開展氘氚聚變實驗以及涉核技術的攻關驗證。

    “從具體技術方面看，瓶頸主要集中在工程執行層面。目前全球所有的聚變公司都處于工程驗證階段。在研發過程中，會涌現出許多不可預知的工程難題，需要我們逐一攻克。”陳銳舉例說，比如在材料耐高溫方面，要實現聚變反應所必需的高溫，通常需要達到1億攝氏度，是太陽核心溫度的10倍，這對所使用的材料和制造工藝都提出了極高的要求。

    記者在調研時了解到，在產業鏈層面，國內已在若干關鍵環節實現突破。例如，永鼎股份子公司東部超導研發生產的第二代高溫超導帶材及超導應用產品可應用于可控核聚變設備中；廣大特材生產的核聚變超導線圈鎧甲用材料已實現批量化供應。

    姜震表示，國內核聚變產業鏈在超導材料、等離子體控制、氚增殖包層等環節已具備一定基礎，部分能力已接近國際先進水平，可控核聚變能量應用端的發電技術也已開展相關工程化應用研究。

    值得一提的是，資金問題是核聚變產業發展繞不開的現實挑戰。陳銳表示，可控核聚變產業是一項需要長期投入的研發事業，需要更多耐心資本參與，給予行業更多成長和發展的機會。

    事實上，隨著可控核聚變產業持續取得進展，資本對該領域的關注度也在提升。例如，近日，諾瓦聚變能源科技（上海）有限公司完成5億元天使輪融資，創下國內民營核聚變企業單筆融資新高。

    盡管距離真正的商業化發電仍需數年乃至十余年，但可控核聚變的未來圖景已逐步具象化。從實驗堆到商業堆，這一進程不再僅是“科幻命題”，而成為工程上可逐步量化、路徑可設計的產業方向。

    姜震表示，我國可控核聚變預計將在2035年至2040年間實現發電目標。隨著科學技術的持續突破，數十年來“核聚變發電還需50年”的預測有望被打破，本世紀中葉可控核聚變將從“科幻想象”邁向“工程現實”。

    在規模化建成之后，核聚變發電的成本也將具備下降空間。據姜震介紹，根據不同機構預測，可控核聚變堆商業化初期運行的電價估計在1元/kWh左右，隨著規模化建設推進，可能降至0.1元/kWh甚至更低。

    林伯強認為，要推動聚變從“工程驗證”走向“產業落地”，離不開全產業鏈的協同推進，更需加強國際合作。目前全球聚變項目眾多，但尚未形成成熟的商業模式。如果能在技術層面實現優勢互補，有望加快研發進程。

    姜震表示，我國核聚變正處于發展機遇期，除解決核聚變科學技術問題外，也應重視監管法規及政策。聚變堆作為新的涉核設施，其與裂變堆存在較大差異，需要有針對性地建立健全與聚變輻射安全風險相適應的監管政策，一方面提供政策支持，另一方面為聚變堆發展松綁，釋放發展活力。

    從實驗室的科學突破到國家隊的產業化布局，再到民營力量的商業化探索，中國可控核聚變正以前所未有的加速度從幻想走向現實。技術攻關、工程驗證和產業協同將決定其落地速度，也將影響未來能源格局的重構。