全球及中国可控核聚变行业现状分析:各地区正在加快布局
当前可控核聚变具有\o能源能源供应丰富、环境友好和安全性高等显著优势,一旦实现商业化,将对全球能源格局产生革命性影响,重塑能源结构,改变地缘政治格局,促进经济可持续发展。
一、全球可控核聚变行业现状?
根据北京研精毕智信息咨询发布的\o调研报告调研报告指出,目前,全球可控核聚变研究在国际合作与各国自主研发的双重推动下,取得了显著进展。国际热核聚变实验堆(ITER)计划是全球可控核聚变领域规模最大、影响最深远的国际合作项目。该计划于1985年提出,旨在建设一个能产生大规模核聚变反应的实验堆,验证核聚变能源的可行性。ITER装置采用托卡马克技术路线,其目标是实现500兆瓦的聚变功率输出,持续时间达300秒,能量增益因子Q达到10以上(即输出能量是输入能量的10倍)。ITER项目参与方包括中国、欧盟、美国、俄罗斯、印度、日本和韩国,各参与方共同承担项目的研发、建设和运营工作。截至2025年,ITER项目已完成托卡马克装置的大部分部件制造和安装工作,计划在2025年底实现首次等离子体放电,这将是可控核聚变研究的一个重要里程碑,为未来核聚变反应堆的设计和建设提供关键数据和技术支持。?
美国在可控核聚变领域投入巨大,拥有众多顶尖科研机构和高校参与研究。美国能源部下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)是激光惯性约束核聚变研究的重要基地,其国家点火装置(NIF)是全球最大的激光核聚变装置。除了政府主导的研究项目外,美国的私营核聚变公司也发展迅速,如联邦聚变系统公司(CFS)。CFS致力于开发紧凑型核聚变反应堆,采用高温超导磁体技术,旨在大幅缩小反应堆体积,降低成本,提高效率。CFS计划在2030年代初建成第一座商业核聚变发电厂,目前已获得大量投资,包括来自比尔?盖茨等知名投资者的资金支持,在技术研发和工程设计方面取得了重要进展。?
欧洲在可控核聚变研究方面同样成果丰硕。英国的联合欧洲环(JET)是世界上第一个实现氘氚核聚变反应的托卡马克装置,在核聚变研究的早期阶段发挥了关键作用。近年来,欧洲各国继续加大对核聚变的研发投入,致力于解决核聚变反应中的关键技术问题,如等离子体约束、能量转换等。法国作为ITER项目的东道主,积极推动项目建设,并在国内开展相关的核聚变技术研究,为ITER项目提供技术支持和人才储备。德国的“螺旋石7-X”(Wendelstein7-X)仿星器在等离子体约束和加热等方面取得了显著进展,其独特的三维磁场位形为核聚变研究提供了新的思路和方法,有助于解决托卡马克装置中存在的一些技术难题,如等离子体电流引起的不稳定性问题。?
日本在核聚变领域也有着长期的研究历史和丰富的经验,拥有多个核聚变实验装置,如JT-60SA托卡马克装置。日本政府高度重视核聚变技术的发展,将其视为解决未来能源问题的重要途径,持续加大研发投入,鼓励高校和科研机构开展相关研究,在等离子体物理、材料科学等方面取得了一系列研究成果,为核聚变技术的发展做出了重要贡献。俄罗斯拥有丰富的核能研究经验,在可控核聚变领域也有一定的技术积累,积极参与国际合作项目,如ITER计划,同时在国内开展自主研发工作,不断推进核聚变技术的发展。?
近年来,全球对可控核聚变的投资呈现快速增长态势。根据美国的聚变能产业协会(FIA)于2023年7月发布的《2023年聚变能产业报告》,截至2023年初,全世界核聚变公司吸引了超过60亿美元的投资,较2021年初的18.72亿美元大幅增加。全球私营核聚变公司数量从2017年的5家增长至2023年的50家左右,2024年,核聚变产业在世界范围内已吸引超过71亿美元的投资,全球核聚变企业总数达45家。这些投资不仅来自政府,还包括大量的社会资本和风险投资,为核聚变技术的研发和商业化提供了强大的资金支持。?
二、中国全球可控核聚变行业现状?
1、科研机构与项目?
中国在可控核聚变领域拥有一批实力雄厚的科研机构,它们在核聚变研究中发挥着关键作用。中国科学院等离子体物理研究所是我国热核聚变研究的重要基地,主要从事高温等离子体物理、磁约束核聚变工程技术及相关高技术研究和开发。该研究所承担了多项国家重大科研项目,在磁约束核聚变领域取得了众多重要成果。其研发的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),又称“东方超环”,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克装置。EAST集成了超高温、超低温、超高真空、超强磁场、超大电流等尖端技术,旨在探索核聚变反应的稳定运行和控制技术。自建成以来,EAST不断取得重大突破,2025年1月,EAST实现了1亿摄氏度下1