$东方电气(SH600875)$ “十五五”,“人造太阳”加速
“创新育新,培育壮大新兴产业和未来产业。”国家发展改革委党组书记、主任郑栅洁对于“十五五”发展实体经济的解读切中肯綮。
数据显示,2024年,代表新产业、新业态、新商业模式的“三新”经济增加值占国内生产总值的比重已突破18%,成为驱动高质量发展的核心引擎。
在此关键节点,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》的出台,进一步明确了国家层面的战略擘画:不仅着力打造新兴支柱产业,更以前瞻性眼光,将“核聚变能”正式列为需要提前布局的未来产业,旨在将其培育成新的经济增长极。
这一顶层设计的确认,具有里程碑式的意义。
可控核聚变——长期被置于科学殿堂深处、被誉为能源领域“皇冠上的明珠”,正式从实验室的基础研究,迈向国家产业战略的前台。其发展不再仅仅是科学探索的使命,更被赋予了保障国家能源安全、驱动高技术产业跨越式发展的双重期待,是“再造一个中国高技术产业”宏伟蓝图中的关键落子。
奠基:从科学梦到产业序章
我国聚变能发展正步入跨越式前进的新时期。通过持续扩容装置矩阵,已成功构建起一个技术路线多元、衔接各发展阶段的支撑体系,为实现工程化与产业化的战略目标奠定了坚实基础。
近年来,科研装置成果涌现,标志着核聚变能的角色正从“实验工具”深刻转向驱动产业创新的“核心枢纽”。这一转变不仅有力推动了技术成熟与商业验证,更构筑了协同全球科技资源的开放高地,形成了硬件支撑、技术驱动、全球协同的发展态势。
以位于安徽合肥的“人造太阳”全超导托卡马克装置EAST为代表,中国团队屡次刷新世界纪录。不久前,EAST成功实现了1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,再次刷新世界纪录。这些突破性实验,在亿度高温等离子体的获得、约束和稳定控制方面,为未来聚变反应堆的长时间、稳态运行积累了至关重要的物理数据和工程经验。
EAST项目拥有超过200项自主创新的核心技术,在持续优化长脉冲技术的基础上,携手中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,联合多家机构共建实验室平台,成功孵化出等离子体焊接设备、微波污水处理装置等一系列产业化成果,充分彰显了其显著的技术外溢效应。
新一代人造太阳“中国环流三号”则在国内首次实现了原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”等离子体运行。同时,研究团队自主设计并建成了用于聚变能量导出研究的工程性液态金属和氧气工质热工研究台架,并已全面投入运行,为未来聚变堆的工程化应用奠定了关键实验基础。
此外,聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)自主设计的偏滤器原型部件已顺利通过专家组测试与验收。该部件能直接应对聚变堆运行中的热管理、等离子体控制等重要工程挑战,为我国聚变研究从科研向产业转化提供了重要技术支撑。
国际方面,作为国际热核聚变实验反应堆(ITER)计划成员之一,中国不仅是参与者,更是重要的贡献者。我国高质量完成了18个关键部件和系统的设计制造任务。2025年,由中国主导的ITER核心安装标段真空室模块组件成功吊装入位,磁体支撑系统、包层屏蔽模块等大型装备如期交付。
这些核心部件技术含量高、工艺极其复杂,其成功交付不仅彰显了中国的科技实力与高端制造水平,更在实战中锤炼了一支涵盖设计、材料、工艺、总装的顶尖工程化团队,带动了国内超导材料、精密制造、真空技术等相关高端制造供应链的升级,为自主发展聚变产业积累了宝贵经验。
值得一提的是,中国在聚变能领域的持续投入和卓越贡献正赢得日益广泛的国际认可。10月14日,在四川成都开幕的“世界聚变能源集团”第2次部长级会议暨第30届聚变能国际大会上,国际原子能机构(IAEA)正式指定中核集团核工业西南物理研究院为其全球首个“聚变能研究与培训协作中心”。这一授牌不仅是对中国核聚变科研实力与工程能力的权威肯定,更标志着全球首个聚焦聚变能研发与培训的IAEA协作中心落户成都。
当前,我国与50多个国家的140余家核聚变科研机构建立合作,并发布了聚变能领域首个ISO国际标准——《聚变堆热氦检漏技术》,推动技术标准“全球共用”,这将为中国汇聚国际顶尖智力资源、深度参与并引领全球聚变治理规则制定、建设全球聚变能源创新高地注入关键性动能。
合力:政策与市场的双轮驱动
我国聚变产业取得的成就离不开一系列政策的引导支撑。
从2021年《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》首次将可控核聚变列为“低碳前沿技术攻关”的重点领域,到2022年《“十四五”现代能源体系规划》提出支持受控核聚变的前期研发,再到2024年《关于推动未来产业创新发展的实施意见》提出加强以核聚变为代表的未来能源关键核心技术攻关,直至2025年9月《中华人民共和国原子能法》经全国人大常委会审议通过,明确规定“国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究和技术开发”,顶层设计的脉络清晰而坚定。
如今,“十五五”时期经济社会发展战略部署又将核聚变能列入未来产业进行重点培育,这种清晰的政策预期极大地提振了科技界和资本市场的信心,有效地引导社会资源向该领域加速汇聚。
产业集群的牵引与区域布局业已推进。
核聚变产业的发展将强力牵引一个规模庞大、技术密集的产业集群。上游,将带动先进材料(如抗辐照材料、面向等离子体材料、高性能超导材料)、高端装备制造(如真空室、大型磁体、精密测量仪器)、超导技术、人工智能与数字孪生(用于装置模拟与远程控制)等领域的飞跃;下游,则与新型电力系统、大规模储能、高温制氢等技术紧密相连。
在区域布局上,合肥正依托EAST打造聚变能源产业集群,吸引上下游企业入驻,旨在形成百亿元级产业规模;四川则致力于建设聚变科创城,打造“可控核聚变全球性‘技术研发高地、产业发展集群、对外交流中心’”,为“推动战略性新兴产业集群发展”提供了借鉴方向。
今年7月,中国聚变能源有限公司在上海正式揭牌成立,重点布局大科学实验、聚变堆材料研制等领域。同时,由中核集团牵头成立的可控核聚变创新联合体成员单位已扩容至30多家,涵盖央企、民企、高校、科研院所。目前联合体已启动“聚变堆超导磁体产业化”等重点项目,旨在吸引社会资本参与,构建可持续的投融资机制
在政策发力和市场机制持续完善的背景下,我国已涌现出一批积极探索核聚变商业化的民企力量。
新奥集团研发的“玄龙-50U”球形环装置近期取得重大科研进展,成为全球首台利用氢—硼燃料实现百万安培级别等离子体电流的装置。该装置不仅全面验证了满负荷运行条件下磁体系统的稳定性,还圆满达成了各项关键工程设计目标。
与此同时,陕西星环聚能作为一家专注于商业化可控聚变能源开发的企业,以球形托卡马克技术为主要研究方向,于2024年3月成功完成数亿元人民币的Pre-A轮融资,所筹资金将主要用于实验装置研发与核心团队扩充。
此外,初创企业能量奇点研制的高温超导磁体“经天磁体”也实现重要突破,其峰值磁场强度达到21.7特斯拉,该磁体系统专为先进托卡马克装置而设计,展现了我国在聚变工程技术上的持续创新能力。
这些市场新力量采用更为灵活的技术路径,与“国家队”形成了相互补充、良性竞争的新格局,共同加速了技术从实验室走向工程化的进程。
加速:通往“聚变能源时代”
尽管前景令人振奋,但是要将实验室的科学奇迹转化为稳定、安全、经济的商业能源,前路依然漫长。
中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所所长钟武律指出,实现聚变能的商业化运用需经历六个阶段:原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆。目前我国正处于“燃烧实验”阶段,已具备开展相关实验的等离子体参数条件。根据规划,2027年底,“中国环流三号”计划将等离子体三乘积提升2—3倍、温度突破1.5亿摄氏度,开展高性能等离子体实验。
在科学与工程层面,实现持续的能量净增益(Q值远大于1)并维持长时间的稳态运行仍是核心目标。关键材料在极端环境下的服役性能与寿命、氚燃料的高效增殖与自持循环、反应堆巨大热能的高效转换与管理等工程难题,均需实现革命性突破。这需要科学界和工程界的持续努力与合作。
资金投入方面,从实验堆到示范堆再到商业堆,每个阶段都需要数百亿乃至上千亿元的持续投入。建立可持续、多元化的投融资机制至关重要,需要结合国家专项经费、产业资本、风险投资、甚至探索新的金融工具。
放眼海外,据国际原子能机构《2025年世界聚变展望》报告,全球近40个国家推进聚变计划,处于运行、在建或规划中的聚变装置超160座,私人投资总额已突破100亿美元。OpenAI创始人Sam Altman于2021年投资核聚变初创公司Helion Energy,微软更与该公司签订售电协议,计划2028年采购至少50兆瓦的聚变电力;2025年2月,Helion Energy完成4.25亿美元F轮融资,总估值达54亿美元,创下聚变行业的融资纪录,全球聚变能商业化已形成加速态势。
展望未来,中国聚变能源有限公司总经理、核工业西南物理研究院院长张立波表示,“2027年,我们期待能开启聚变能燃烧实验,2030年左右,具备中国首个工程实验堆的研发设计能力,2035年左右,建成中国首个工程实验堆,到2045年左右,能建成中国首个商用示范堆。”