中核集團透露,近日,新一代人造太陽“中國環流三號”實現百萬安培億度H模,即同時實現等離子體電流100萬安培、離子溫度1億攝氏度、高約束模式運行,創下我國聚變裝置運行新紀錄。
據介紹,衡量核聚變裝置及核聚變研究的水平,主要看3項參數:等離子體離子的溫度、密度和能量約束時間。這3項參數的乘積達到一定數值,就可以實現核聚變反應。這就是著名的“聚變三乘積”。“中國環流三號”綜合參數聚變三乘積再創新高,達到10的20次方量級,標志著中國聚變快速挺進燃燒實驗。
截至目前,中國已在可控核聚變的多項前沿技術領域取得國際領先并快速挺進燃燒實驗階段。以新一代人造太陽“中國環流三號”為例,該裝置是中國規模最大、參數最高的磁約束先進托卡馬克大科學裝置。自2020年12月建成后,該裝置多次刷新我國可控核聚變裝置運行紀錄。
2024年,“中國環流三號”在國際上首次實現了一種先進磁場結構,對提升控制運行能力具有重要意義。2025年,該裝置首次實現離子溫度1.17億度,電子溫度1.6億度的“雙億度”重大突破,從而正式挺進燃燒實驗。
當前,距離商業化“掘金”可控核聚變還有多久?分析人士指出,聚變路徑目前正處于從“聚變反應”向“工程化”的轉化之中。可控核聚變從實驗堆到工程堆/示范堆,再到商業堆的技術路徑,正契合著中國核能面向“熱堆(壓水堆)-快堆-聚變堆”的三步走節奏。
據分析,可控核聚變當前處于從燃燒試驗到反應堆工程試驗的攻堅階段,預計2026年到2027年,美國的SPARC和中國的BEST裝置計劃,或將達此目標。2040-2050年,可控核聚變將最終實現商業化。
從投資層面來看,可控核聚變的底層邏輯正在發生積極變化,正從短期主題投資變成產業趨勢投資。與此同時,各國官方、民間對于可控核聚變投入和支持都在持續加大,國際、國內賽道均是硝煙彌漫。
美國私募市場延續了對核聚變的瘋狂投入,2024 年以來累計融資超 120 億美元,占全球 62% 的份額,其中 Helion Energy 單筆融資 17 億美元,創下行業紀錄。
中國則將在十五五”期間開啟密集投資期,并形成了獨特的“國家+社會”協同模式:中核集團、中科院體系、商業公司、高校系四大體系協同發力,例如中科院合肥等離子體所啟動多個招標項目(如CRAFT低溫平臺),單個實驗堆的投資金額在幾十億元到上百億體量。合肥物質科學研究院自主設計、建設、運行了世界上首臺全超導非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST),在2025年1月實現1066秒長脈沖高約束模等離子體運行,刷新世界紀錄。目前緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)已于2025年5月啟動總裝,目前進入密集招標期,預計在2027年完成。
同時,中核集團與中石油集團聯合注資 145 億元成立聚變新能公司,專注于可控核聚變的工程化開發;根據規劃,環流三號有望在2045年左右進入釋放階段;中核集團與聯創光電聯合推進的星火一號項目總投資達200億元,計劃2029年實現商業化發電。此外,眾多民營企業也紛紛入局,如能量奇點、新奧集團等,與“國家隊”優勢互補,為市場注入新活力,拓展更多創新商業模式。
總體而言,在各國積極布局下,預計2030-2035年全球核聚變裝置市場規模有望達2.26萬億元。目前雖未實現大規模商業發電,但科研成果不斷涌現,產業鏈上下游合作緊密,從原材料供應到設備制造,再到系統集成,市場規模持續擴大,商業化落地無疑也將漸行漸近。
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