1月20日，有“人造太陽”之稱的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），在安徽合肥首次完成1億攝氏度1000秒“高約束模燃燒”?！皟|度千秒”的里程碑創(chuàng)造了新的世界紀錄，也標志著我國聚變能源研究實現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)向工程實踐的重大跨越。

2025年恰逢中國核工業(yè)創(chuàng)建70周年。在中國工程院院士葉奇蓁看來，當(dāng)下我國核能發(fā)展處于重要的戰(zhàn)略機遇期，而聚變堆是世界各大國高度合作與競爭的技術(shù)領(lǐng)域。

因無限、清潔和安全的特性，可控核聚變被認為是解決人類能源問題的終極方案。中信證券相關(guān)研報認為，在技術(shù)路徑基本打通、各國持續(xù)加大投入的背景下，預(yù)計2030—2035年全球核聚變裝置市場規(guī)模有望達到2.26萬億元。民營企業(yè)和社會資本爭相進入核聚變領(lǐng)域，與央企“國家隊”優(yōu)勢互補、共同促進聚變商業(yè)化落地，給中國核聚變研發(fā)加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力持續(xù)注入新活力。

聚變能源研發(fā)多輪驅(qū)動

“根據(jù)我國核聚變發(fā)展路線規(guī)劃，將在2050年前后建成聚變商用電站，實現(xiàn)聚變堆商用發(fā)電?！敝袊藢W(xué)會核聚變與等離子體物理分會名譽理事長劉永曾表示。

1955年，錢三強等科學(xué)家就提議開展中國自己的可控核聚變研究；1983年，“熱堆—快堆—聚變堆”核能“三步走”戰(zhàn)略正式提出，聚變堆成為遠期建設(shè)的主力堆型；1998年，我國立項了全世界第一臺全超導(dǎo)非圓截面的托卡馬克裝置HT-7U，即EAST的前身；2003年，我國參與國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）談判，2007年正式加入該計劃，走上國際舞臺。

當(dāng)下，“雙碳”目標驅(qū)動下，我國作為能源消費大國，對清潔能源需求迫切，基于長遠的能源需求，聚變能源成為解決問題的核心變量之一。

在很多業(yè)內(nèi)專家看來，可控核聚變一旦實現(xiàn)商業(yè)化落地，或?qū)⑷缯羝麢C、電氣化的出現(xiàn)一樣，主導(dǎo)新一輪科技革命。

“大家總是說核聚變能源還有很長的路，就是因為它太難，但是一旦實現(xiàn)，整個人類社會都會隨之發(fā)生根本的變化?！眹H熱核聚變實驗堆實驗包層委員會委員馮開明說。

馮開明表示，經(jīng)過數(shù)十年的探索和積累，我國在核聚變領(lǐng)域已形成“集中精力辦大事”的舉國體制優(yōu)勢。通過ITER計劃積累工程經(jīng)驗，大幅提升了我國在核聚變領(lǐng)域科研技術(shù)、項目管理、專業(yè)人才培養(yǎng)等方面的能力，并已形成超導(dǎo)磁體、抗輻照材料等配套產(chǎn)業(yè)鏈?！拔覈壳耙研纬伞畤谊牎由掀髽I(yè)和資本市場多輪驅(qū)動的核聚變發(fā)展新格局，這是其他國家無法比擬的?！痹谒磥恚覈诤司圩冾I(lǐng)域的優(yōu)勢，是政策推動與市場需求共振的結(jié)果。

2023年底，中核集團牽頭成立可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體，秉承開放、共建、共享的理念，加快推進可控核聚變未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成員單位包含央企、科研院所、高校和民營企業(yè)等。以清潔能源為主業(yè)的民營企業(yè)新奧集團正是其中一員。

“未來核聚變領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)，還要警惕單一技術(shù)路線的風(fēng)險。民營企業(yè)作為‘國家隊’的有益補充，在商業(yè)化落地上更加敏銳，適合進行新型技術(shù)途徑的探索，如緊湊型聚變裝置、球形托卡馬克裝置、仿星器裝置、場反裝置、氫硼聚變等?！瘪T開明表示，“新奧正在嘗試的球形環(huán)氫硼聚變，就是一種技術(shù)上的前瞻性創(chuàng)新?！?/p>

探路氫硼聚變新路線

和當(dāng)下核聚變領(lǐng)域主流的氘氚聚變不同，新奧選擇的是氫硼聚變路線。

2017年新奧基于過去從低碳向無碳能源轉(zhuǎn)型升級的創(chuàng)新探索，對核聚變的各種路線和實驗裝置進行全球調(diào)研，開啟了核聚變研發(fā)的自主探索之旅。

“2017年我們就基本確定，要做‘無中子，低成本，燃料豐富，可商業(yè)化’的未來能源，可能就得走氫硼聚變路線。”新奧能源研究院院長劉敏勝說，“但是新奧不能‘紙上談兵’，要經(jīng)過充分的理論研究和實踐驗證?！?/p>

從2017年到2022年的5年時間里，新奧求知若渴，遍訪相關(guān)研究機構(gòu)，參加所有能“夠得上”的會議，如海綿吸水一般汲取知識和經(jīng)驗。同時基于可控核聚變商業(yè)化的探索初衷，新奧搭建多個裝置，測試不同實現(xiàn)方式，判斷每一階段需要解決哪些技術(shù)問題，氫硼聚變的路線圖逐漸明朗。

2022年7月，新奧正式確定球形環(huán)氫硼聚變的技術(shù)路線。因為高難度、高風(fēng)險、高成本、研究機構(gòu)極少，這一路線曾面臨不少質(zhì)疑。

2023年3月，《自然—通訊》的一篇論文稱，日本國立聚變科學(xué)研究所和美國TAE技術(shù)公司攜手，首次在磁約束聚變等離子體中實現(xiàn)了氫硼聚變實驗。這也更堅定了新奧深耕氫硼聚變技術(shù)路線的決心。

新奧自主設(shè)計建造的我國首座中等規(guī)模球形托卡馬克聚變實驗裝置——“玄龍-50”穩(wěn)定實驗運行4年后，于2024年升級為“玄龍-50U”，快速躋身大型磁約束實驗平臺先進行列。同時，新奧并行開展整體參數(shù)國際領(lǐng)先的球形環(huán)氫硼聚變新裝置“和龍”的建設(shè)，預(yù)計2027年建成，旨在探索氫硼聚變中的各項關(guān)鍵技術(shù)。

“‘玄龍-50U’的實驗進度比預(yù)期快。我們將原本計劃在‘和龍-2’上開展的氫硼聚變反應(yīng)，提前到在‘玄龍-50U’上實現(xiàn)。”劉敏勝說。

馮開明表示，民營企業(yè)運作效率高，決策機制靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)快速迭代。這恰好在新奧實踐上得到了驗證。

推動核聚變研究開放生態(tài)

經(jīng)過數(shù)年的探索實踐，新奧愈發(fā)認識到，聚變是一個極其復(fù)雜的大科學(xué)工程，需要長周期的開放溝通、交流合作，整合全球智慧，推動不同技術(shù)路線兼容共濟、協(xié)同發(fā)展。

新奧已沉淀出“求真務(wù)實、引領(lǐng)突破、生態(tài)共贏”的科研創(chuàng)新文化。開放要覆蓋政、產(chǎn)、學(xué)、研，也要輻射國內(nèi)外?！拔覀儦g迎國內(nèi)外專家提出的各類意見，新奧才能以不到300人的團隊，吸引數(shù)千人的生態(tài)伙伴一起做。”劉敏勝說。

新奧的合作伙伴中，北京大學(xué)、南開大學(xué)等高等學(xué)府與其共建科技創(chuàng)新中心，通過聚變物理和人工智能等學(xué)科交叉，加速實現(xiàn)技術(shù)突破，培養(yǎng)后備人才；在和產(chǎn)業(yè)鏈上下游的多家國企和民營企業(yè)合作過程中，新奧也愈發(fā)感受到行業(yè)內(nèi)外對可控核聚變創(chuàng)新的熱情。從大型國企龍頭到專精特新企業(yè)，當(dāng)意識到新奧是在探索能源未來時，眾多合作伙伴都曾表示不計成本也要支持。

在可控核聚變這條賽道上，正在形成“國家隊”與民營企業(yè)戰(zhàn)略互補的開放生態(tài)。新奧迎難而上、持續(xù)投入的實踐，既是中國可控核聚變商業(yè)化多元探索的縮影，也是民營企業(yè)與國家戰(zhàn)略同頻共振的創(chuàng)新樣本。

在馮開明看來，國家隊和民營企業(yè)缺一不可。“國家隊”是核聚變能從0到1核心突破的推動者，民營企業(yè)更可能成為從1到100放大市場化和創(chuàng)新化的加速器。

可控核聚變探索過程中，一直流傳著“永遠需要50年”的魔咒。越來越多民營企業(yè)加入聚變研究領(lǐng)域，雖然面臨研發(fā)周期長、投入資金巨大、短期無法實現(xiàn)商業(yè)化的難題，但他們都堅持長期主義的戰(zhàn)略定力，懷抱產(chǎn)業(yè)報國的使命，利用各自優(yōu)勢不斷努力，匯入中國聚變研發(fā)的生態(tài)，正在形成促進中國可控核聚變早日實現(xiàn)商業(yè)化的合力。