可控核聚變能源,“人類終極能源”,其商業(yè)化落地或?qū)氐字厮苋蚰茉磮?chǎng)景應(yīng)用版圖。
安徽合肥EAST裝置已通過“億度千秒”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了高約束等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的可行性,為全球核聚變工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。其短期應(yīng)用場(chǎng)景就變革不小,可解決為城市電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù),緩解風(fēng)電、光伏的間歇性供電等超級(jí)難題。
未來,據(jù)專業(yè)預(yù)測(cè),核聚變商業(yè)化還將解鎖更多顛覆性場(chǎng)景。如工業(yè)供能,為電解鋁、數(shù)據(jù)中心等高耗能產(chǎn)業(yè)提供零碳熱能與電力,單站年減排量可達(dá)百萬噸級(jí);能源網(wǎng)絡(luò),將聚變電能接入全世界,通過特高壓線路向全球輸送清潔能源等等。
目前,世界核聚變商業(yè)化正上演三大趨勢(shì):技術(shù)路線多元化(磁約束、慣性約束百花齊放)、資本入場(chǎng)規(guī)?;ㄕ?私企“雙輪驅(qū)動(dòng)”砸錢),以及產(chǎn)業(yè)鏈拼圖加速(從超導(dǎo)材料到裝置部件,上下游企業(yè)瘋狂卡位)。不過一直以來,由于聚變領(lǐng)域技術(shù)門檻高、燒錢周期長(zhǎng)、工程化難,核聚變真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化仍然“任重而道遠(yuǎn)”。

值得注意的是,當(dāng)全球還在為“億度百秒”困惑時(shí),安徽的“人造太陽(yáng)”EAST裝置已實(shí)現(xiàn)“億度千秒”大突破;當(dāng)國(guó)際同行糾結(jié)于實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)時(shí),安徽已打造國(guó)企、民企、科研院所組建“聚變天團(tuán)”,砸下真金白銀搞出緊湊型聚變實(shí)驗(yàn)堆(BEST項(xiàng)目)。當(dāng)別國(guó)還停留在技術(shù)驗(yàn)證階段時(shí),安徽率先計(jì)劃和布局核聚變技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景,搶占商業(yè)化先機(jī)。
安徽,憑借“技術(shù)+企業(yè)+場(chǎng)景”三路合一的超級(jí)模式,“搶跑”全球核聚變商業(yè)化進(jìn)程。
億度千秒 安徽“人造太陽(yáng)”亮眼全球
核聚變能源,是通過輕原子核的聚合反應(yīng)釋放出巨大能量的一種能源形式。因其具有資源豐富、安全、清潔等潛在優(yōu)勢(shì),一直認(rèn)為是人類解決能源問題的“終極”出路。
目前來看,核聚變商業(yè)化可解決全球的三大核心問題:首先,突破能源安全與資源瓶頸,核聚變?nèi)剂希?、氚)可從海水中提?。?升海水蘊(yùn)含的氘能量相當(dāng)于300升汽油,且地球儲(chǔ)量可供人類使用數(shù)億年,徹底擺脫化石能源依賴;
其次,改善環(huán)境污染與碳排放,聚變反應(yīng)不產(chǎn)生溫室氣體與長(zhǎng)壽命核廢料,安徽規(guī)劃的聚變供能站可替代傳統(tǒng)火電,助力“雙碳”目標(biāo);
此外,穩(wěn)定能源供應(yīng):核聚變可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供電,結(jié)合儲(chǔ)能技術(shù),可解決可再生能源波動(dòng)性難題。例如,EAST衍生的兆瓦級(jí)射頻波加熱系統(tǒng),已為電網(wǎng)調(diào)峰提供了技術(shù)儲(chǔ)備。
安徽合肥,作為全國(guó)第二個(gè)獲批的綜合性國(guó)家科學(xué)中心,匯聚了眾多科研機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新平臺(tái),為核聚變技術(shù)的研究與發(fā)展提供了強(qiáng)大的智力支持和技術(shù)保障。

2006年9月28日,安徽合肥全超導(dǎo)托卡馬克核聚變(EAST)實(shí)驗(yàn)裝置正式建成,該裝置由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院自主研制。作為全球首個(gè)全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,EAST是中國(guó)新一代可控核聚變研究裝置,也是國(guó)際上最重要的核聚變研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之一。
2021年,EAST迎來爆發(fā)式突破。5月實(shí)現(xiàn)1.2億℃101秒和1.6億℃20秒雙紀(jì)錄,12月將電子溫度近7000萬攝氏度的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體維持了1056秒。
這些數(shù)據(jù)構(gòu)成"溫度-時(shí)長(zhǎng)-穩(wěn)定性"的黃金三角,標(biāo)志著中國(guó)已掌握核聚變能源的三大核心技術(shù)——主動(dòng)水冷鎢偏濾器將熱負(fù)荷控制在10兆瓦/平方米以下;射頻波加熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)功率精準(zhǔn)調(diào)控;超導(dǎo)磁體失超保護(hù)響應(yīng)時(shí)間縮短至毫秒級(jí)。
2025年1月20日,據(jù)央視新聞報(bào)道,位于安徽合肥的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變(EAST)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了超億度、1066秒的長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行,安徽聚變能源研究實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)到工程實(shí)踐的重大跨越。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,該運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)突破了千秒量級(jí),較EAST于2023年4月創(chuàng)造的403秒原紀(jì)錄,延長(zhǎng)了約1.5倍。

中國(guó)“人造太陽(yáng)”首次實(shí)現(xiàn)“億度千秒”,對(duì)于國(guó)內(nèi)加快核聚變商業(yè)化具有重要意義,同時(shí)更彰顯了安徽在核聚變研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,全球能源轉(zhuǎn)型浪潮中,安徽已被世界矚目。
企業(yè)加持 安徽核聚變商業(yè)化加速
一直以來,按照安徽核聚變商業(yè)化路徑,前期,從政策出臺(tái)到技術(shù)突破再到企業(yè)布局和合作,可控核聚變發(fā)展穩(wěn)步推進(jìn)中。
政策出臺(tái):2023年,安徽出臺(tái)《以創(chuàng)新模式加速推進(jìn)聚變能商業(yè)應(yīng)用戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2022—2035年)》,該文件為安徽核聚變商業(yè)化提供了明確的戰(zhàn)略規(guī)劃,確立了核聚變開發(fā)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)堆、工程堆和商業(yè)堆“三步走”發(fā)展路徑。2024年,安徽公開提出,緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置是“大國(guó)重器”,是安徽打造科技創(chuàng)新策源地、聚變能源科創(chuàng)引領(lǐng)高地的標(biāo)志性項(xiàng)目。
技術(shù)突破:全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)在核聚變技術(shù)領(lǐng)域取得了多項(xiàng)重大突破。2023年4月,EAST裝置成功實(shí)現(xiàn)了高功率溫度下穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行403秒,刷新了托卡馬克裝置穩(wěn)態(tài)高約束模運(yùn)行的世界紀(jì)錄。2025年1月EAST實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了超億度、1066秒的長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行,“億度千秒”再次刷新世界紀(jì)錄。
企業(yè)布局和合作:2023年1月28日,安徽再造一個(gè)“太陽(yáng)”,緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置(BEST)項(xiàng)目啟動(dòng)建設(shè),成立了由蔚來資本、皖能科技、合肥產(chǎn)投等國(guó)有和民營(yíng)資本參與組建的聚變新能(安徽)有限公司,并探索政府、科研機(jī)構(gòu)、社會(huì)資本共建共管的新模式。

國(guó)有資本,合肥產(chǎn)投新能科技合伙企業(yè)(有限合伙),由合肥市產(chǎn)業(yè)投資控股(集團(tuán))有限公司等組成,背后是合肥市國(guó)資委,持股比例20.5%。安徽省科創(chuàng)投資有限公司,持股比例14%。中國(guó)石油集團(tuán)昆侖資本有限公司,出資29億元,持股比例20%。合肥科學(xué)島控股有限公司,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院的全資子公司,出資29億元,持股比例20%。社會(huì)資本,蔚聚科技(安徽)有限公司,蔚來控股有限公司通過其全資子公司持有聚變新能5%的股權(quán)。
聚變新能(安徽)有限公司的成立,是安徽推動(dòng)核聚變技術(shù)商業(yè)化的重要舉措。該公司通過構(gòu)建“科研院所+商業(yè)公司”的伙伴模式,充分發(fā)揮科研院所的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和商業(yè)公司的靈活機(jī)制,加速聚變技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)布局。
此外,據(jù)公開信息顯示,安徽還建立了聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,聯(lián)合多家單位加快聚變關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),加快布局聚變能源裝備、零部件、后市場(chǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈。
企業(yè)的持續(xù)“入場(chǎng)”,推動(dòng)安徽核聚變領(lǐng)域從技術(shù)快速走向多元化商業(yè)應(yīng)用探索,并有助于將核聚變技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室階段推向工程化和產(chǎn)業(yè)化階段。
全球押注 安徽核聚變率先“搶跑”
縱觀全球核聚變發(fā)展現(xiàn)狀,各國(guó)都在加速布局這一“終極能源”賽道。
國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃作為全球最大的核聚變合作項(xiàng)目,集合了35個(gè)國(guó)家的科研力量,目標(biāo)在2035年實(shí)現(xiàn)聚變能發(fā)電示范。
美國(guó),近年來通過《核聚變能源法案》等政策加大投入,私營(yíng)企業(yè)如Helion Energy、Commonwealth Fusion Systems(CFS)等已吸引超百億美元資本,推動(dòng)緊湊型磁約束聚變裝置的商業(yè)化探索。
歐洲,則依托“歐洲聚變路線圖”,計(jì)劃在2050年前實(shí)現(xiàn)聚變電站并網(wǎng)。日本、韓國(guó)等亦在高溫超導(dǎo)磁體、等離子體控制等領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。

然而,相較于全球“多點(diǎn)開花”的格局,目前,安徽憑借獨(dú)特的“技術(shù)+企業(yè)+場(chǎng)景”協(xié)同模式,已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)突破到商業(yè)化落地的關(guān)鍵跨越。
EAST裝置的“億度千秒”成就,不僅刷新了托卡馬克運(yùn)行紀(jì)錄,更在工程化層面驗(yàn)證了聚變能規(guī)?;瘧?yīng)用的可行性。安徽BEST項(xiàng)目(緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置),則瞄準(zhǔn)下一代聚變堆設(shè)計(jì),通過模塊化、小型化技術(shù)降低建設(shè)成本,為商業(yè)化鋪平道路。
資本層面,安徽通過國(guó)有資本引領(lǐng)、社會(huì)資本跟投的模式,構(gòu)建了多元化的資金支持體系。聚變新能(安徽)有限公司的成立,皖能電力和蔚聚科技等公司的進(jìn)場(chǎng),標(biāo)志著安徽核聚變從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)的關(guān)鍵一躍。
全局來看,左手技術(shù)、右手資本,這正是安徽核聚變商業(yè)化獨(dú)特的“安徽模式”?!凹夹g(shù)突破與資本賦能”的雙輪驅(qū)動(dòng)生態(tài),打造一套可復(fù)制的“硬科技+強(qiáng)資本”協(xié)同路徑。
其“科研院所+商業(yè)公司”的合作機(jī)制,既保障了技術(shù)先進(jìn)性,又注入了市場(chǎng)化活力。相較歐美以私營(yíng)企業(yè)主導(dǎo)的模式,安徽的混合所有制路徑更利于整合資源、分散風(fēng)險(xiǎn),為全球核聚變商業(yè)化提供了“中國(guó)方案”。
未來已來 核聚變場(chǎng)景創(chuàng)新“進(jìn)階”
未來,核聚變不僅是能源革命,更是產(chǎn)業(yè)革命?!鞍不漳J健钡暮诵?,商業(yè)化脈絡(luò)的后期,是將實(shí)驗(yàn)室的“科幻”變成市場(chǎng)的“剛需”。
安徽在核聚變商業(yè)化進(jìn)程中構(gòu)建的“技術(shù)+企業(yè)+場(chǎng)景”協(xié)同模式,目的不僅是要加速技術(shù)突破和商業(yè)化進(jìn)程,更是要催生聚變領(lǐng)域的場(chǎng)景應(yīng)用“進(jìn)階”。值得注意的是,這一模式與合肥市場(chǎng)景公司聚焦的合肥“三重”(重大區(qū)域、重要領(lǐng)域、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè))發(fā)展大格局高度契合,形成科技、產(chǎn)業(yè)、區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的多維共振,推動(dòng)核聚變從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
合肥市場(chǎng)景公司,作為全國(guó)首創(chuàng)的場(chǎng)景創(chuàng)新平臺(tái),以及促進(jìn)新技術(shù)新產(chǎn)品新場(chǎng)景大規(guī)模應(yīng)用示范、賦能科技創(chuàng)新企業(yè)發(fā)展、培育未來產(chǎn)業(yè)的重要“推手”,在安徽核聚變商業(yè)化現(xiàn)在以及未來的具體落地場(chǎng)景進(jìn)程中,將發(fā)揮多種作用和效能。

未來合肥核聚變場(chǎng)景創(chuàng)新暢想:
短期:新型儲(chǔ)能與能源調(diào)峰。依托EAST裝置的工程化經(jīng)驗(yàn),合肥可探索核聚變衍生技術(shù)在小規(guī)模儲(chǔ)能場(chǎng)景的應(yīng)用。例如,利用聚變裝置的高溫等離子體余熱發(fā)電技術(shù),結(jié)合熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng),可為城市電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù),緩解可再生能源波動(dòng)性難題。
中期:清潔能源基地與工業(yè)供能。數(shù)據(jù)中心、算力中心目前已經(jīng)成為AI時(shí)代的高耗能企業(yè),核聚變帶來的能源革新,將成為合肥乃至安徽參與國(guó)際算力競(jìng)爭(zhēng)的動(dòng)力支撐。與此同時(shí),核聚變也將在提供電力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)減排。據(jù)測(cè)算,單座供能站年減排量可達(dá)百萬噸級(jí),推動(dòng)區(qū)域“雙碳”目標(biāo)落地。
長(zhǎng)期:聚變電站與全球能源網(wǎng)絡(luò)。若核聚變商業(yè)化堆如期建成,安徽或率先實(shí)現(xiàn)聚變能并網(wǎng)發(fā)電。合肥可聯(lián)合國(guó)家電網(wǎng)開展“聚變-特高壓”技術(shù)預(yù)研,未來將聚變電能接入“長(zhǎng)三角綠色能源走廊”,通過特高壓線路向全國(guó)輸送清潔能源,重構(gòu)中國(guó)能源版圖。
隨著安徽模式在核聚變商業(yè)化和場(chǎng)景落地上的“推波助瀾”,聚變領(lǐng)域?qū)⒔怄i更多場(chǎng)景,安徽核聚變商業(yè)化落地現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景創(chuàng)新“進(jìn)階”。
來源:推廣