摘要:当合肥科学岛上的巨型杜瓦底座缓缓落位时,中国在全球核聚变竞赛中的雄心也随之昭然若揭。2025年10月1日,总重量超过400吨的BEST装置核心部件成功吊装,标志着这一总投资85亿元的紧凑型聚变能实验装置正式进入主机组装阶段。这不仅是中国核聚变技术从实验室走向工
当合肥科学岛上的巨型杜瓦底座缓缓落位时,中国在全球核聚变竞赛中的雄心也随之昭然若揭。2025年10月1日,总重量超过400吨的BEST装置核心部件成功吊装,标志着这一总投资85亿元的紧凑型聚变能实验装置正式进入主机组装阶段。这不仅是中国核聚变技术从实验室走向工程化的关键节点,更是在国际聚变竞赛白热化的背景下,中国试图抢占技术制高点的战略布局。与欧洲ITER项目的大型化路径形成鲜明对比,BEST装置选择的紧凑化技术路线,正在为全球核聚变产业化提供一种全新的解决方案。
在核聚变技术发展的十字路口,中国选择了一条与众不同的道路。ITER项目作为目前世界最大的国际核聚变合作计划,采用的是大型化托卡马克路线,装置主体直径达到19.4米,高度11.4米,重达约2.3万吨。这一巨型装置的建设周期漫长,预计总投资超过500亿欧元,首次氘氚实验预计要到2035年才能启动。
相比之下,BEST装置采用的紧凑高场超导托卡马克技术路线展现了截然不同的设计哲学。通过使用高温超导材料产生的强磁场,BEST能够将装置体积控制在传统托卡马克的几十分之一,同时保持相当的约束能力。这种技术选择背后体现的是对工程实用性和商业化前景的深度考量。
中科院合肥物质院等离子体物理研究所在EAST装置上积累的技术经验为这一抉择提供了坚实支撑。2025年初,EAST装置成功实现1亿摄氏度下1066秒的高质量燃烧,这一世界纪录级的成就验证了中国在等离子体长时间约束控制方面的技术优势。更重要的是,"中国环流三号"装置实现的"双亿度"运行——离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度,为BEST装置的参数设计提供了关键的物理基础。
这种技术积累使得中国能够在核聚变装置的关键材料和部件方面实现自主可控。安泰科技研发的钨铜偏滤器不仅解决了国内装置的技术需求,还被法国WEST装置全套采购,这一事实充分证明了中国在等离子体面壁材料技术方面的国际竞争力。西部超导、联创光电等企业生产的高温超导带材,成本比进口产品低40%以上,这种成本优势为BEST装置的紧凑化设计提供了经济可行性。
BEST项目的推进并非孤立的技术突破,而是中国核聚变产业生态系统性构建的重要组成部分。2023年底,中核集团牵头成立的可控核聚变创新联合体汇聚了33家央企、科研院所、高校和民营企业,这种"大兵团作战"的组织模式充分体现了中国在重大科技项目上的制度优势。
2025年,国资委启动的"未来产业启航行动"将核聚变列为"未来能源唯一方向",这一表述的分量不言而喻。在这一战略指引下,央企在高温超导磁体、氚增殖材料等核心技术环节的投入力度显著加大,为整个产业链的协同发展奠定了基础。
地方政府和产业资本的积极参与进一步丰富了这一生态系统。合肥聚变新能的股东结构中既有合肥市国资的政策支持,也有昆仑资本等专业投资机构的资金助力,还有中科院科学岛提供的技术背景。上海能量奇点更是吸引了红杉中国、蓝驰创投等顶级投资机构,连米哈游这样的互联网企业也选择跨界投资,体现了市场对核聚变产业前景的高度认可。
注册资本150亿元的中国聚变能源有限公司在上海投资120亿元建设"中国环流四号"装置的决策,展现了产业界对技术路线多元化探索的支持。这种多点布局的策略不仅降低了技术风险,也为不同技术路径的竞争提供了充分的试验空间。
从产业链配套来看,中国已经形成了相对完整的核聚变装置制造体系。超导材料领域的西部超导、永鼎股份,关键部件制造的国光电气、安泰科技,电源控制系统的英杰电气、国力股份,工程建设的中国核建、上海电气,以及燃料系统的兰石重装、东方钽业等企业,都已经具备了批量供货的能力。这种产业链的完整性为BEST装置的建设和后续的商业化应用提供了强有力的支撑。
在全球核聚变竞赛中,BEST装置的独特定位正在成为改变游戏规则的新变量。欧洲ITER项目虽然规模宏大,但其建设进度一再延迟,成本不断攀升,预计首次氘氚实验要到2035年才能进行。美国在政府层面缺乏类似中国的统一规划,主要依靠私人资本驱动,虽然在某些技术环节有所突破,但整体进展相对分散。
2025年2月,美国核聚变初创公司Helion Energy完成4.25亿美元F轮融资,显示了私人资本对核聚变技术的持续看好。然而,这种以私人企业为主导的发展模式在技术标准统一、产业链协同等方面存在天然的局限性。相比之下,中国采用的"国家队+民企+资本"的混合模式,既保证了战略方向的一致性,又激发了市场主体的创新活力。
新奥集团在氢硼聚变路线上的探索为中国的技术多元化增加了新的维度。这种"无中子、低成本"的技术路径使用普通氢和硼作为燃料,产物仅为氦,发电效率可达90%以上,如果技术突破成功,将为核聚变的商业化提供更加经济可行的选择。
国际原子能机构发布的《2024年世界聚变展望》显示,全球核聚变投资在2024年达到71亿美元,其中公共资金占比60%。这一数据表明,尽管私人资本参与度在提升,但政府投入仍然是推动核聚变技术发展的主要力量。中国政府在这一领域的持续大额投入和战略规划,为其在全球竞争中获得优势地位提供了重要保障。
展望未来,BEST装置计划在2027年完成建设并启动调试,2030年开展首次氘氚聚变放电尝试发电输出。如果这一目标得以实现,中国将在全球范围内率先完成聚变能发电演示,这不仅将验证紧凑化技术路线的可行性,更将为后续的商业化应用奠定基础。按照中国的长期规划,2045年商用堆并网、2060年实现聚变电站规模化的时间表,将彻底改写全球能源格局,让那些依赖化石燃料出口的国家面临前所未有的战略挑战。
来源:人工智能学家