核聚变能被写入国家“十五五”规划纲要,并被列入未来产业重点方向。它的基本原理与太阳的能量来源相同,因此被称为“人造太阳”。
“十五五”时期是中国聚变技术从科学实验全面转向工程化、产业化的战略关键期,当前我国已实现第一壁全流程自主研发、制造与检测,材料、焊接工艺、高热负荷测试等均达到国际领先水平。
“中国环流三号”作为我国“新一代人造太阳”装置,实现了离子温度1.2亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”,聚变综合参数达到10的20次方量级。“中国环流三号”正按计划推进全面升级,计划2027年首次实现燃烧实验。计划在2035年做出聚变先导实验堆,2045年左右做出示范堆。
到“十五五”末期,我国核聚变产业有望形成千亿级产业规模,培育一批具备全球竞争力的核心企业。
聚变成果赋能百业
核聚变的研发是一场覆盖超导磁体、精密制造、特种材料、人工智能、测控技术等百余项高精尖技术的系统性创新工程。聚变技术在研发过程中沉淀出大量可外溢的硬核成果,一方面推动完整聚变产业链快速成型,另一方面超导磁体、等离子体等核心技术,已在我国制氢、矿产分选、医疗装备、电力传输等领域落地应用。
例如,为聚变装置研发的高温超导带材,目前已用于紧凑型核磁共振仪,使设备体积缩小70%、成本降低一半;等离子体表面改性技术被应用于锂电池隔膜涂层处理,有效提升了电池循环寿命;而面向聚变诊断开发的超快相机与图像识别算法,正被移植到半导体晶圆缺陷检测中。这些“沿途下蛋”的成果,正在将聚变研发的高额投入转化为现实生产力。
我国“人造太阳”将从实验室走向产业化
在四川成都的国家聚变产业试验平台,“人造太阳”的核心部件第一壁,就像铠甲一样直接面对中心等离子体极高温挑战和粒子轰击。它的核心原材料包含三种金属:钨、铜和不锈钢。
第一壁位于“人造太阳”真空室最内侧,是直接面向高温等离子体的第一道防线,相当于聚变装置的“贴身铠甲”。目前我国已实现第一壁全流程自主研发、制造与检测,材料、焊接工艺、高热负荷测试等均达到国际领先水平,也是我国可控聚变工程化落地的核心突破之一。
核工业西南物理研究院工程师孙倩表示,第一壁直接为了保护外围的设备,要承担所有的高能粒子的热负荷和中子的轰击。目前所有材料都是中国自主研发的,整个工艺也是自主研发和摸索来的,代表了我国此项技术在全球已经进入了非常领先的行列。
除了第一壁材料本身的耐高温性能,钨/铜/不锈钢异种材料的焊接技术是另一大难点。由于三种金属的热膨胀系数差异显著,传统焊接极易产生裂纹。我国团队独创的“热等静压+梯度缓冲层”工艺,成功实现了原子级结合,焊接强度较国际同类产品提升30%以上,且通过了20 MW/m²高热负荷下1000次循环的考核,这一指标已超越国际热核聚变实验堆(ITER)的设计要求。
我国核聚变产业有望形成千亿级规模
从政策顶层设计到市场主体发力,我国聚变产业的创新生态正加速构建。记者了解到,随着中国聚变能源有限公司等一批龙头企业的成立,到“十五五”末期,我国核聚变产业有望形成千亿级规模。
在上海挂牌成立的中国聚变能源有限公司,将推动“人造太阳”项目从“实验堆到示范堆到商用堆”三阶段发展,拓展聚变产业链。
中国聚变能源有限公司董事长刘叶表示,展望未来五年,将是科研院所、高校、商业化公司等各类创新主体积极参与,高质量科技创新成果快速涌现,创新生态蓬勃发展的五年。
在政策层面,国家已设立核聚变科技重大专项,并鼓励地方政府配套支持。四川、上海、安徽等地相继建设聚变创新产业园,对入驻企业给予研发费用加计扣除和首台套保险补贴。同时,中国积极参与ITER计划,与欧、美、日、韩等开展联合实验,并在“中国环流三号”上设立国际用户开放平台,吸引全球科学家共同攻关。这种“自主研发+国际合作”的双轮驱动,为我国聚变产业注入了更强劲的动力。
为推动“人造太阳”的梦想加速照进现实,我国从政策引导、国际合作、机制创新等多个层面,构建起支持聚变能工程化产业化发展的“生态体系”。到“十五五”末,有望形成千亿级产业规模,培育一批具备全球竞争力的核心企业。
未来能源赛道迎来国家级顶层布局拐点。核聚变能正式纳入国家 “十五五” 规划纲要,明确划入国家级未来产业核心重点攻坚方向。
祥和启源认为,对标太阳本源释能原理、素有 “人造太阳” 之称的可控核聚变,不再只停留于实验室科研攻坚,全面迈入工程化、产业化落地关键攻坚周期,我国终极清洁能源布局迎来实质性重大突破。祥和启源作为一家专业的咨询服务平台,未来将继续关注产业发展,紧扣国家战略导向,深耕核聚变及未来能源领域的政策解读、产业研判与资源链接,精准捕捉技术迭代与产业链升级机遇;以专业洞察赋能产业协同,助力产学研用深度融合,为我国可控核聚变从实验堆走向示范堆,贡献自身力量。
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