聚变未来 · 绿色发展：擘画未来能源新图景【2025浦江创新论坛】

聚焦全球能源转型与“双碳”目标推进，“浦江创新论坛——未来能源板块”在上海落下帷幕。论坛设可控核聚变论坛、可再生能源引领能源革命论坛、场景驱动绿色技术创新论坛、中德绿色科技与产业合作论坛四大板块，其中可控核聚变论坛与可再生能源引领能源革命论坛作为核心板块，成为本次未来能源主题论坛的“重头戏”。

PUJIANG INNOVATION FORUM

PART01

向聚变迈进：

科技引领下的清洁能源新未来

1.随着人工智能和高温超导等前沿技术的不断突破，可控核聚变研究正迎来前所未有的创新机遇。

近年来，人工智能在聚变领域的应用日益广泛，其在等离子体稳定性控制、故障预测、材料研究等方面展现出巨大潜力。复旦大学教授许敏指出，人工智能可用于燃烧等离子体的控制及材料体系的研究开发，加速可控核聚变的创新突破。中国聚变能源有限公司总经理张立波表示，中核集团自主开发了CODIS聚变装置运行操作系统，实现了控制系统国产化替代，“核聚变诊断数据生成式融合补全与质量监测”获得首批中央企业人工智能战略性高价值场景。民营企业也在发力，能量奇点能源科技(上海)有限公司创始人兼CEO杨钊指出，人工智能在可控核聚变中的应用可实现智能实时控制，提升等离子体性能与不稳定性仿真能力，有效降低运行风险与调试成本，同时通过智能化测量减少测量需求与成本。

与此同时，高温超导磁体被视为突破聚变磁场约束极限的关键技术。许敏强调，高温超导磁体是未来反应堆实现高磁场约束、提升能量密度的核心，但目前当务之急是开展真实工况下的可靠性验证。张立波指出，高温超导磁体研制是中国聚变公司目前的重点工作，其中包括状态监测和失超保护、20T原型磁体测试以及研制高温超导聚变装置(HL-4)。可以预见，AI与高温超导协同发力，将为聚变技术的跨越式发展打开新篇。

2.在推动核聚变研发的道路上，政府、高校、研究机构与企业的协同努力，正在构建起多元参与、优势互补的创新生态。

当前，核聚变研发已不再局限于科研院所，私营企业的参与日益增强，成为推动技术商业化的重要力量。

日本在推动核聚变“公私合作”方面积累了丰富经验。日本国家聚变科学研究所NIFS聚变工程研究项目执行主任Nagato YANAGI（柳长门）指出，日本通过PPP（Public-Private Partnership，PPP）模式，整合政府支持与企业灵活性，加速了技术路线的探索与验证。例如，日本的螺旋聚变公司（Helical Fusion）与国立聚变科学研究所（NIFS）合作，开发了名为 UROCOIC 的高温超导磁体。而在“FAST工程”（先进超导托卡马克聚变装置）项目中，京都聚变工程公司（Kyoto Fusioneering）牵头，联合多方力量推进聚变技术研发。该项目是一项重要的公私合作工程，旨在推动聚变发电关键技术的突破，并计划于 21 世纪 30 年代完成聚变发电的技术验证。

在韩国，韩国聚变能源研究院聚变工程中心主任Woong Chae KIM提到，公私合作模式的典型案例，可见于韩国首家聚变领域初创企业 ——EnableFusion，同时韩国成立了一个连接产业界、科研界与学术界的活跃的聚变能源联盟，并与行业联盟合作探索未来聚变的商业化路径。

法国也在积极推动多元化合作机制。法国CEA聚变研究机构负责人Jérôme Bucalossi谈到，欧盟正在建设一个由政府实验室、高校、私营企业共同参与的新型创新联盟体，旨在构建完整的聚变供应链和人才体系，推动核聚变从科研走向工程化应用。

国内也在积极探索多方协作模式。未来，随着公私合作机制的日益成熟，我们将见证更多突破性成果的诞生。

3.可控核聚变不仅是科学挑战，更是全球共同课题。

国际合作不仅加快了技术共享和突破节奏，也为未来核聚变能源的全球普惠提供了坚实保障。ITER国际组织副总干事罗德隆指出，中国深度参与ITER计划，不仅有力推动了国内可控核聚变产业链的完善，成功突破多项关键技术难题，还培养了一批高素质的相关领域技术人才。他进一步指出，未来应持续加大该领域的国际合作力度，以加速全球可控核聚变技术的研发与应用进程。日本的柳长门则指出，中日两国在聚变领域已保持35年的合作，未来将围绕实验装置与高温超导技术继续深化合作。韩国的Woong Chae KIM认为，构建开放且具备全球联动性的科研生态系统对可控核聚变的发展是至关重要的。法国也持续发挥枢纽作用，CEA的Jérôme Bucalossi表示，欧盟正致力于在全球范围内构建更加开放、协同的国际合作网络，推动聚变发电早日实现。

4.尽管可控核聚变前景广阔，但在材料耐受、系统集成与经济性等方面，仍面临众多科学与工程挑战，制约着其实用化进程。

许敏指出，目前聚变研发主要面临三大核心难题：一是燃烧等离子体的稳态自持运行，二是材料在高热与高能中子环境下的性能维持，三是氚的循环与自持。

张立波提到，中国聚变公司尚面临三大主要科学技术挑战——燃烧等离子体稳态自持运行、耐高能中子轰击及高热负荷材料、氚增殖与自持循环，以及三大主要工程技术难题——强场高温超导磁体、等离子体运行与控制、热量传导。

罗德隆则强调，在工程系统集成方面，磁体、真空等多个系统必须高度协同，这对整体工程设计、制造能力和可靠性提出了非常严苛的要求。这些领域的持续突破，将是实现聚变商业化的重要前提。

5.在科技的持续突破与全球协作下，人造太阳的光芒正在照进现实，可控核聚变的未来可期。

近年来，随着关键技术的突破，核聚变从“科学探索”向“工程实现”逐步迈进。清华大学长聘副教授、陕西星环聚能科技有限公司创始人兼首席科学家谭熠，引用恩格斯的话“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”他表示，在绿能需求日益迫切的推动下，可控核聚变融资规模持续扩大，聚变装置快速迭代建设，技术创新不断涌现，研究队伍日益壮大，聚变能源的实现正在加速，未来十年前景可期。

在国家政策支持、人才努力、社会投入以及国际合作的推动下，中国核聚变事业前景光明。人造太阳，正在照进现实。

PART02

向绿能进发：可再生能源驱动的能源革命新纪元

1.太阳能、风能和绿色燃料等可再生能源产业化仍需克服多重困难。

上海理工大学能源材料科学研究院院长、澳大利亚技术科学与工程院院士窦世学表示，目前世界绿氢产量不到氢总产量的1%，距实现碳中和要求面临巨大挑战，需集中攻关产氢核心技术难题大力提升氢能产业化规模与进程。

上海交通大学溥渊未来技术学院讲席教授、日本工程院院士戚亚冰指出，尽管钙钛矿太阳能组件（PSMs）已展现出超过20%的卓越效率，而大面积制造存在薄膜不均匀、激光划线死区以及材料降解等问题。

挪威斯塔万格大学能源与石油工程系教授、挪威工程院院士郁志新认为，尽管甲烷催化裂解技术已进入中试或产业化初期阶段，但是在未来仍旧需要化学工程师来进一步使推进催化过程的商业可行性。

上海交通大学机械与动力工程学院副院长朱磊表示，当前合成燃料制备系统能效低、对波动性电力适应性差，由于制备系统不同部件能量品位跨度大、能质传递匹配困难，对波动电力输入的动态响应能力不足，实现高效稳定运行需要构建不同部件间的能质匹配调控机制。

2.新型储能是解决可再生能源规模化消纳和稳定输出的重要技术手段。

窦世学认为，快充技术、高能量密度、固态安全、规模化储能和应对极端条件是未来储能发展的重要特征，而由钠基电池储能技术、超导风电技术和电解海水制氢技术协同的可持续能源体系不依赖任何化石原料及稀土资源，是实现碳中和的一项最佳战略组合，若实现商业化将是风电发展史的重要里程碑。

朱磊指出，电制合成燃料是一种新型储能方式，相较于其他储能方式具有质量和体积储能密度大，安全性好，加注、输运方便，应用场景多样化等优势，是解决弃风、弃光、弃水（2021年超过400亿千瓦时），实现跨季节大规模储能与广域共享的有效途径之一，对于我国能源安全和摆脱石油依赖具有重大意义。

3.催化剂是可再生能源生产过程中重要的研究方向。

郁志新指出，甲烷催化裂解作为绿氢生产的重要途径，其成本显著低于高温裂解和等离子体裂解技术，为商业化应用提供了现实可行性。其中，催化剂的性能与成本效益是推动该技术大规模发展的核心要素。

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员严雅表示，其研究团队首次制备出的高效多酸接枝的单层钴铁氢氧化物超结构水氧化催化剂，不仅是开发出了一种新型高性能电催化水氧化催化剂，还为高活性高稳定性电催化剂设计研究提供了新范式，更推动了碱性电解水技术向高电流、低能耗方向发展。

朱磊指出，二氧化碳热力学稳定、动力学惰性，在还原制作燃料的过程中需要通过催化剂活化二氧化碳分子，尽管当前电制合成燃料系统能效低，仅47%，但经过专项技术的集提供可有望在2030年实现电制合成燃料批量化工程应用。

PART03

能源未来在上海启航

本次上海未来能源论坛以四大板块联动，构建起未来能源发展的多元探讨平台。

可控核聚变论坛锚定“人造太阳”这一终极能源目标，通过国际国内多方智慧碰撞，为技术从实验室走向产业化明晰路径，凸显上海在全球聚变研究中的重要坐标；可再生能源论坛聚焦技术突破与应用融合，围绕储能、电池、太阳能等核心领域凝聚解决方案，为能源结构转型与零碳社会建设提供有力支撑。场景驱动创新与中德国际合作板块，则分别从实践落地与跨国协同层面，丰富了未来能源发展的实现路径。

未来能源系列论坛不仅汇聚起全球能源领域的智慧与力量，更以务实研讨推动前沿技术、产业需求与政策支持的深度衔接，为上海强化能源领域战略布局、服务国家“双碳”目标与能源安全大局，写下了兼具科学性与实践性的一笔。

本文由上海市科学学研究所产业创新研究室助理研究员李丹妮、陈少鹏执笔。文章观点不代表主办机构立场。

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