1、可控核聚變被認(rèn)為有望提供近乎無限的清潔能源
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國可控核聚變行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與投資前景分析報(bào)告（2025-2032年）》顯示，可控核聚變本質(zhì)是模擬太陽內(nèi)部發(fā)生的氫核聚變反應(yīng)。太陽之所以有源源不斷的能量，就在于其內(nèi)部一直在進(jìn)行大量的核聚變。核聚變又稱核融合，是一種小質(zhì)量原子的原子核互相聚合生成中子并伴著巨大能量釋放的熱核反應(yīng)，可以產(chǎn)生大量的能量。可控核聚變意味著人們可以控制核聚變的開啟和停止，核聚變的反應(yīng)速度和規(guī)模可以隨時(shí)被調(diào)控，相當(dāng)于可控的人造太陽。
可控核聚變作為核能的開發(fā)方式之一，相比核裂變在安全、綠色、能量密度等方面更有優(yōu)勢，被認(rèn)為有望提供近乎無限的清潔能源。
可控核聚變的優(yōu)勢
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優(yōu)勢 |
簡介 |
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安全可靠 |
核聚變反應(yīng)需要氘氚燃料達(dá)到上億攝氏度的高溫和足夠高的密度等苛刻條件，任何一點(diǎn)細(xì)微條件的缺失，都會(huì)導(dǎo)致溫度密度的下降，致使聚變反應(yīng)停止。 |
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環(huán)境友好 |
在氘氚核聚變過程中主要產(chǎn)生惰性氦，不產(chǎn)生高放射性、長壽命的核廢物，也不會(huì)產(chǎn)生任何有毒氣體或者溫室氣體。 |
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經(jīng)濟(jì)性明顯 |
滿足全球每年一次能源消耗需要98萬t天然鈾、1451個(gè)三峽電站、200億tce,聚變僅需消耗一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池的重水，重水價(jià)格每克不足千元，聚變電站每年的重水消耗量僅為克級水平，遠(yuǎn)少于裂變電站。 |
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能量密度高 |
1t氘氚聚變反應(yīng)釋放的能量，相當(dāng)于5.7t裂變?nèi)剂匣?span>700萬t原油燃燒釋放的能量。地球上蘊(yùn)藏的核聚變能約為全部可進(jìn)行核裂變元素釋出能量的1000萬倍。 |
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原料充足 |
1公升海水里提取出的氘，在完全的聚變反應(yīng)中可釋放相當(dāng)于燃燒300公升汽油的能量；而氚可通過中子與鋰反應(yīng)生成，在地殼和海水中，鋰都是大量存在的。 |
資料來源：觀研天下整理
2、國家將聚變能源產(chǎn)業(yè)建設(shè)列入重點(diǎn)領(lǐng)域
在中央明確指導(dǎo)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的政策背景下，地方政府積極響應(yīng)號召出臺(tái)配套政策，支持當(dāng)?shù)乜煽睾司圩儺a(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如，2024年10月，國資委發(fā)布署名文章，將核聚變產(chǎn)業(yè)列為新質(zhì)生產(chǎn)力的核心載體之一，提出打造具有國際競爭力的新興集群和領(lǐng)軍企業(yè)。2024年11月15日，上海市印發(fā)《上海市促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案(2025-2027年)》，明確指出開展核聚變超導(dǎo)磁體等新領(lǐng)域示范建設(shè)，此次方案是繼2024年3月份將核聚變技術(shù)突破工程列為重點(diǎn)工程后，上海對核聚變產(chǎn)業(yè)的再次強(qiáng)調(diào)，目前以能量奇點(diǎn)為代表的上海企業(yè)正逐步實(shí)現(xiàn)核聚變關(guān)鍵技術(shù)的突破。
我國可控核聚變行業(yè)相關(guān)政策
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時(shí)間 |
區(qū)域 |
政策名稱 |
要點(diǎn) |
重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域 |
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2024年3月1日 |
上海 |
《上海核電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案(2024-2027年)》 |
到2027年，上海核電產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到600億元，核電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平顯著提升，基本建成世界級核電產(chǎn)業(yè)中心。 |
高溫氣冷堆優(yōu)化升級工程、可控核聚變技術(shù)突破工程。先進(jìn)小型堆示范應(yīng)用工程、核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)培育工程等7項(xiàng)工程。 |
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2024年3月15日 |
全國 |
《政府工作報(bào)告》 |
開展2023年工作回顧，布置2024年政府工作任務(wù)，要求大力推進(jìn)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。 |
推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈優(yōu)化升級、積極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)、深入推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展。 |
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2024年10月23日 |
全國 |
《培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力推動(dòng)國資央企高質(zhì)量發(fā)展》 |
抓好新質(zhì)生產(chǎn)力，不斷強(qiáng)化創(chuàng)新策源、人才聚集和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，著力打造國家戰(zhàn)略科技力量，推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 |
集成電路、高端裝備、新一代信息技術(shù)、工業(yè)軟件、人工智能等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);量子科技、核聚變、生物制造、6G等未來產(chǎn)業(yè)。 |
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2024年11月15日 |
上海 |
《上海市促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案(2025-2027年)》 |
到2027年，打造深度賦能的材料智能引擎，構(gòu)建“3+5+1”新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，加快建設(shè)世界級先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)高地。 |
支持大長度超導(dǎo)電纜及超導(dǎo)開關(guān)站建設(shè)，開展核聚變超導(dǎo)磁體等新領(lǐng)域示范建設(shè)，通過標(biāo)桿示范加快打通商業(yè)化瓶頸。 |
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2024年11月23日 |
安徽 |
《安徽省未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》 |
實(shí)施“7+N”未來產(chǎn)業(yè)培育工程，建設(shè)具有重要影響力和競爭力的未來技術(shù)策源地、未來場景應(yīng)用地和未來產(chǎn)業(yè)集聚地。 |
量子科技、空天信息、通用智能、低碳能源(含聚變能商業(yè)應(yīng)用計(jì)劃)、生命科學(xué)、先進(jìn)材料、未來網(wǎng)絡(luò)7個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域;第三代半導(dǎo)體、先進(jìn)裝備制造、區(qū)塊鏈等N個(gè)兼顧發(fā)展領(lǐng)域。 |
資料來源：觀研天下整理
3、資本紛紛布局投資，我國商業(yè)核聚變企業(yè)融資步伐加快
在國家政策支持以及科技創(chuàng)新的背景下，越來越多眾資本涌入核聚變領(lǐng)域，主要核聚變企業(yè)融資規(guī)模加速擴(kuò)大，如復(fù)鑫力、聚變新能、瀚海聚能、翌曦科技、星光玄能及安徽曦融兆波科技等企業(yè)融資金額從數(shù)千萬元至億元不等，投資方涵蓋產(chǎn)業(yè)資本、財(cái)務(wù)投資機(jī)構(gòu)及地方政府基金，行業(yè)商業(yè)化進(jìn)程有望進(jìn)一步加速。
2024年我國可核聚變企業(yè)融資情況
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時(shí)間 |
企業(yè)名稱 |
融資金額 |
輪次 |
投資機(jī)構(gòu) |
資金用途 |
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2024年7月 |
復(fù)鑫力 |
數(shù)千萬 |
天使輪 |
星納赫資本、匯石置柏、瑞奕資本和新港高投，拉爾夫創(chuàng)投、歐拉韋伯投資等 |
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2024年7月 |
聚變新能 |
95億 |
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中國石油等 |
聚變新能是中科院等離子體物理研究所磁約束核聚變領(lǐng)域的成果轉(zhuǎn)化平臺(tái) |
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2024年7月 |
瀚海聚能 |
5000萬元 |
天使輪 |
華映資本、奇績創(chuàng)壇、輕舟資本、厚實(shí)資本 |
資金用于線性裝置物理及工程設(shè)計(jì) |
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2024年10月 |
翌曦科技 |
近億元 |
天使輪 |
上海道禾、華控基金聯(lián)合領(lǐng)投，錫創(chuàng)投、成都空港等 |
將集中力量突破高溫超導(dǎo)聚變強(qiáng)場磁體技術(shù)的瓶頸;另一方面積極拓展行業(yè)級應(yīng)用 |
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2024年11月 |
星能玄光 |
1億元 |
天使輪 |
招商局創(chuàng)投和中科創(chuàng)星領(lǐng)投，民銀國際、博將資本、銀杏谷資本等跟投 |
公司目前正在設(shè)計(jì)和建造的新一代KMAX-U直線型先進(jìn)場反磁鏡裝置 |
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2024年12月 |
曦融兆波 |
數(shù)千萬元 |
天使輪 |
中科創(chuàng)星領(lǐng)投，捷創(chuàng)資本、合肥市種子基金以及合肥市天使投資基金參與跟投 |
資金主要用于提升公司在可控核聚變和半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)品實(shí)力，加速射頻電源產(chǎn)品的開發(fā)和市場推廣，以及構(gòu)建面向半導(dǎo)體市場的智能化射頻裝備解決方案 |
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2025年2月 |
中國聚變能源 |
17.5億元 |
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中國核電、浙能電力 |
為響應(yīng)國家未來產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展要求，落實(shí)核能"三步走"戰(zhàn)略，推動(dòng)聚變產(chǎn)業(yè)發(fā)展 |
資料來源：觀研天下整理
4、多家可控核聚變民營企業(yè)及國家機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破
與此同時(shí)，我國多家可控核聚變企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。例如，以能量奇點(diǎn)、新奧集團(tuán)、星環(huán)聚能、瀚海聚能、聚變新能等企業(yè)正憑借裝置研發(fā)及技術(shù)突破進(jìn)入大眾視野，并且創(chuàng)造多項(xiàng)中國乃至全球“首個(gè)”。
我國民營核聚變企業(yè)技術(shù)突破概況
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裝置名稱 |
企業(yè)名稱 |
首次發(fā)電時(shí)間 |
研發(fā)進(jìn)展 |
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洪荒70 |
能量奇點(diǎn) |
2024年6月 |
2024年3月，全球首個(gè)全高溫超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“洪荒70”建成;2024年6月，能量奇點(diǎn)宣布洪荒70裝置成功實(shí)現(xiàn)首次等離子體放電。 |
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SUNIST-2 |
星環(huán)聚能 |
2023年7月 |
2023年7月，建成并開展首輪運(yùn)行，獲得100千安培等離子體電流;2024年11月，星環(huán)聚能宣布實(shí)現(xiàn)球形托卡馬克多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破;預(yù)計(jì)于2027年底或2028年初開始進(jìn)行商業(yè)示范堆的建設(shè)，3-5年內(nèi)完成，目標(biāo)是在2030年左右展示一個(gè)可輸出電能的聚變反應(yīng)堆。 |
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玄龍-50U |
新奧集團(tuán) |
2024年1月 |
2018年10月，項(xiàng)目正式啟動(dòng)建設(shè); 2024年1月，由新奧集團(tuán)自主設(shè)計(jì)建造的中國首座中等規(guī)模的球形環(huán)聚變實(shí)驗(yàn)裝置的升級版-玄龍-50U正式啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)等離子體放電。 |
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KMAX-U |
星光玄能 |
暫未建成 |
2013年，該技術(shù)已在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的KMAX-FRC課題組進(jìn)行實(shí)踐和開發(fā);2024年11月，宣布正在設(shè)計(jì)和建造的新一代KMAX-U，計(jì)劃在6至8個(gè)月內(nèi)完成新一代裝置的建造，一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。 |
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HHMAX901 |
瀚海聚能 |
暫未建成 |
2023年6月，與西物院舉行HHMAX901概念設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)合同簽約儀式;2024年8月，宣布已在為裝置工程化做準(zhǔn)備，2024年下半年第一代實(shí)驗(yàn)裝置開建，預(yù)計(jì)于2025年建成;預(yù)計(jì)從2026年開始規(guī)劃建造第二代裝置，到2028-2030年，裝置將實(shí)現(xiàn)10-50兆瓦的發(fā)電能力。 |
資料來源：觀研天下整理
當(dāng)然，我國相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)也在可控核聚變領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破。例如，2025年1月20日，我國中科院等離子體物理研究所的東方超環(huán)(EAST)在實(shí)驗(yàn)中成功實(shí)現(xiàn)了1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，首次完成一億攝氏度1000秒“高質(zhì)量燃燒”，這標(biāo)志著我國聚變領(lǐng)域從前沿的基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向工程實(shí)踐，向聚變能應(yīng)用邁進(jìn)一大步。
國家機(jī)構(gòu)在可控核聚變領(lǐng)域技術(shù)研究情況
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項(xiàng)目名稱 |
裝置名稱 |
企業(yè)名稱 |
首次發(fā)電時(shí)間 |
研發(fā)進(jìn)展 |
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中國環(huán)流三號 |
HL-3 |
核工業(yè)西南物理研究院 |
2020年12月 |
2022年10月，等離子體電流突破100萬安培;2023年8月，首次實(shí)現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運(yùn)行;2024年11月，HL-3啟動(dòng)新一輪物理實(shí)驗(yàn)，首次使用數(shù)字孿生系統(tǒng) |
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東方超環(huán) |
EAST |
中國科學(xué)院等離子體物理研究所 |
2006年9月 |
2021年5月，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行;2021年12月，實(shí)現(xiàn)僅7000萬攝氏度長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行1056秒;2023年4月，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行;2025年1月，實(shí)現(xiàn)1億攝氏度1066秒的高約束模等離子運(yùn)行。 |
資料來源：觀研天下整理（WYD）
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