核聚變產業篇 | 恒星能量如何從宇宙走向商業電站？
前言
核聚變一旦實現商業化運行，有望為人類提供大規模、持續、穩定的清潔能源。從長遠看，將有助于優化能源結構、降低長期能源成本，減少對化石燃料的依賴。作為一種幾乎無碳排放、燃料資源極豐富的能源形式，核聚變具備重要的環境價值，還能夠帶動高新技術產業集群發展，對國家能源安全與科技競爭力具有深遠的戰略意義。
此前，2025年11月24日，中國科學院正式啟動“燃燒等離子體”國際科學計劃，面向全球開放包括中國下一代“人造太陽”——緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）在內的多個領先實驗平臺，旨在匯聚國際力量，共同推進聚變能研發。
從國家立法到全球合作，一系列動向表明，核聚變已從遙遠的科學夢想，躍升為大國的戰略必爭之地和全球科技合作的前沿。
約束等離子體：一場技術長征
1、突破能量增益
2022年，美國國家點火裝置（NIF）利用激光慣性約束，在單次實驗中實現了能量凈增益，具有重要的科學驗證意義。
然而商業發電需要的是長時間、穩態或高重復頻率的運行。國際大型磁約束項目——國際熱核聚變實驗堆（ITER）的核心目標之一，是實現并研究“燃燒等離子體”，即聚變反應主要依靠自身產生的α粒子加熱來維持，這是走向自持燃燒的關鍵物理階段。ITER計劃示范電站規模的能量增益（目標Q≥10）與長達數百秒的等離子體持續運行，為后續工程化鋪路。
2、中國的清晰路徑
我國聚變發展路徑明確：第一步以全超導托卡馬克裝置EAST等為核心，開展高溫長脈沖等離子體物理實驗；第二步以在建的中國聚變工程實驗堆（CFETR） 為主要平臺，瞄準燃燒等離子體穩態運行、聚變功率規模化以及部分能源演示目標；第三步面向未來商業示范堆，開展工程集成與經濟性驗證。
3、多元技術并行探索
除了主流的托卡馬克途徑，其他磁約束或慣性約束創新方案也在積極探索中，其技術路線隨研發進展不斷演進。例如，一些企業致力于探索更緊湊、更低成本的替代路徑，加拿大通用聚變公司采用液態金屬壓縮的磁化靶方案。美國TAE Technologies公司則長期研究基于氫硼聚變（又稱p-B11）的先進燃料路線，該路線理論上中子產額低，但實現條件極為苛刻。我國也涌現出多家聚變創業企業，積極探索不同類型的小型化、商業化聚變能源方案。這些探索共同拓寬了聚變能實現的可能性。
通往電網：攻克能量轉換，構建產業生態
對于未來聚變堆可能產生的高溫熱源（超過500℃），超臨界二氧化碳布雷頓循環因效率高、系統緊湊等特點，被視為具有潛力的動力轉換方案之一。2025年12月，全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組“超碳一號”在我國貴州投運，該項目利用鋼鐵廠的中高溫燒結余熱發電，驗證了該循環在工程應用上的可行性，其發電效率相比原有技術提升了85%以上，為未來聚變能源系統的能量轉換積累了運行經驗與技術數據。
從愛丁頓1920年提出“恒星能量源于核聚變”的猜想，到今天全球范圍的實驗探索，人類追尋“人造太陽”的征程已跨越百年。如今，政策支持、全球協作、多元技術的賽跑正在形成強大的推進合力。盡管挑戰仍在，但每一步實質進展都讓我們更接近目標。未來一旦實現規模化應用，聚變能將為人類提供近乎無限、清潔安全且經濟的能源。
