中部“黑马”，为什么又是它？

“赌城”聚变

眼下，被称为“人造太阳”的可控核聚变，正拉开新一轮能源变革的序章。

其所代表的是一种有关未来能源的想象：一滴海水就能释放相当于300升汽油的能量，它不仅将大大降低用电成本，还将为包括AI在内的高能耗产业提供关键能源支撑。

坐标安徽合肥，10月13日，聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT取得重要进展——偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。在此之前，紧凑型聚变能实验装置BEST主机关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。

大科学装置的突破，无疑推动我国进一步巩固了在可控核聚变领域引领全球的地位。问题是，为什么又是合肥？

与此前多次成功“风投”类似，合肥在可控核聚变领域已投入逾50年。早在1974年，合肥就曾建成环形托卡马克装置HT—6，可谓全国初期的“人造太阳”雏形；而后，大科学装置不断落地，不断推高合肥在我国可控核聚变领域的重要性。如今，商业化的曙光乍现，合肥又最早执起牛耳。

昨天，“我国离实现‘人造太阳’还有多远？”的问题登上热搜。回顾合肥的发展历程，从一座城市的突破中，或许能找到一些答案。

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科研布局

有一种说法是，合肥能够在全球范围内展开竞争的两个未来产业，一个和中科大有关系，一个与科学岛有关系，这两个未来产业其一是量子技术，中科大的科研水平可以与全球最高水平平起平坐，而另一个未来产业就是可控核聚变。

在科学岛上，有着被外界称为合肥可控核聚变的“铁三角”。除了BEST和CRAFT之外，还有世界首个全超导托卡马克装置EAST，又被称为“东方超环”。它们构成了合肥可控核聚变的“核心地带”，背后又有一个共同身影：中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所。

图片来源：央视新闻

事实上，纵观全国可控核聚变科研格局，中科院等离子体所也是重要一极。

更贴切地说，目前，我国形成了以中核集团核工业西南物理研究院（以下简称为“西物院”）和中科院等离子体所两大科研院所为主，清华大学、中国科学技术大学等高校，及相关民营企业共同参与聚变能开发的格局。其中，两大科研院所分别位于成都和合肥，二者又各有分工。

与合肥类似，在西物院牵头下，成都同样拥有一项大科学装置，即“中国环流三号”。盘古智库高级研究员余丰慧告诉我们，其与EAST、BEST各有侧重，以共同解决核聚变技术中的科学和技术难题。

其中，EAST专注于实现长时间稳定运行的高温等离子体实验，以探索未来商用核聚变反应堆所需的条件；

BEST是为了验证更加紧凑高效的聚变装置设计，旨在降低建造成本和技术难度；

而“中国环流三号”则侧重于高参数等离子体物理研究，特别是提高等离子体温度、密度和约束时间，这三大指标是衡量核聚变进展的关键因素。

也是在今年内，已建成多年的EAST和“中国环流三号”分别迎来突破：

1月，EAST实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒，创造新的世界纪录。其中，千秒量级是聚变反应实现稳定的重要基础，但运行时间越长，约束等离子体的难度就越高。此次实验超越千秒，意味着人类首次在实验装置上模拟出未来聚变堆运行所需的条件。

3月，“中国环流三号”首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”运行突破，综合参数大幅跃升。其总设计师钟武律曾撰文提到，要实现核聚变，原子核的温度要超过1亿度。达到该温度后注入燃料，即可发生大规模聚变反应，这次实验的成果意味着，具备开展燃烧实验的基本条件了，这个门槛已经迈过去了。

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迈向商用

合肥的突围，不仅停留在其擅长的科研阶段。

钟武律此前在采访中表示，可控核聚变要实现商用，要走过大约6个阶段。

第一阶段是原理的探索，把原理走通；第二阶段就是要开展规模实验，要得到大量的数据，获得一些规律；第三阶段就是要开展燃烧实验，实现聚变反应、获得聚变功率；第四阶段是要建造实验堆；第五阶段是示范堆；最后就是商用堆。

在他看来，全球目前正处于燃烧实验到实验堆过渡的阶段，而对于中国来说，首先得开展燃烧实验、获得聚变功率，下一步要建造聚变堆，开展相关工程技术的验证，来支撑在本世纪中叶实现聚变的商用。

位于安徽合肥的聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区 图片来源：新华社

正如钟武律将实现核聚变比作一场“漫长的马拉松”，挥之不去的是一个“50年魔咒”——每次论及可控核聚变商业化，答案总是“还剩50年”。

被当地媒体多次提及的是，2021年，一场后来被称为严肃意义上“中国可控核聚变商业化”转折点的沙龙，在合肥中国科大1958咖啡馆举行。会议的主题之一就是，“可控核聚变在将来50年内是否有商业化的可能？”

此后，商业化目标很快便被纳入官方规划当中。

2023年，安徽出台《以创新模式加速推进聚变能商业应用战略行动计划（2022—2035年）》，确立核聚变开发应用实验堆、工程堆和商业堆“三步走”发展战略。

其中，BEST将在2030年前完成发电演示验证，2030年将建设中国聚变工程示范堆（CFEDR）；2040年前后，以商业化公司作为实施主体，联合产业链企业，开展更高聚变功率的商业堆建设。

值得一提的是，CFEDR被认为是我国参与国际竞争的代表。

中科院等离子体所原所长李建刚院士在今年接受采访时指出，CFEDR已启动方案设计，完成从国际热核聚变实验堆（ITER）到聚变原型电站之间的技术过渡和工业实践，演示聚变能持续大功率、安全和稳定运行的可行性。

ITER是全球规模最大的聚变科研工程，由35个国家合作在法国南部建设，我国经过数年艰难谈判，于2008年开始全面参与该计划。

按1985年提出倡议开始算起，该项目已推进40年之久。根据2024年路线图，计划2036年实现全磁能运行，2039年启动氘–氚燃料实验运行。

相比之下，随着合肥对CFEDR的推进，有可能率先完成示范堆的建设，实现更快一步迈入商业化。

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赛道突围

越来越多国家和城市也开始抢抓商业化赛道。

据国际能源署预测，到2030年，全球核聚变市场规模有望达到4965.5亿美元，2024至2030年间复合年均增长率为7.4%，市场潜力巨大。

面对即将迎来的商业化“奇点”，已有企业提前布局。以美国为例，早在2023年，美国氦核能源公司宣布，其核聚变发电站将从2028年开始向微软公司供电；联邦核聚变系统公司也与谷歌签订了类似协议，计划在21世纪30年代前半期建成发电站。

在中国，也不乏先行者早早谋划。

中航证券一篇研报指出，我国核聚变行业已逐步形成“国家队”带头示范、民营企业协同发展的新格局，产业集群主要集中在合肥、成都、南昌、上海等地。

其中，合肥和成都是当前国内具备相对完善的核聚变产业集群的城市：合肥聚集了聚变新能、星能玄光等民营企业，而成都则拥有瀚海聚能、先觉聚能等民营企业。

位于安徽合肥科学岛的中国科学院合肥物质科学研究院 图片来源：新华社

聚变新能被外界称为我国首家可控核聚变领域的独角兽，其身后除了皖能资本、合肥产投、皖能股份等合肥国资再次“出手”外，还有蔚来——当地媒体报道称，其创始人李斌在聚变新能初期筹建上功不可没，他希望能用市场化的办法把商业聚变做起来。

另一家代表性企业是今年7月在上海挂牌成立的中国聚变能源有限公司。该公司由中核集团牵头，逾百家单位与资本方共同投资约114.95亿元。其还在上海建造“中国环流四号”。由此，上海也将成为另一个可控核聚变发展极点。

相关产业链也在进一步延长。中国能源政策研究院院长林伯强曾撰文分析指出，目前，上游超导磁体、特种钢材、氘氚燃料等材料需求旺盛，国内企业如西部超导、上海超导已实现技术自主化；对于中游磁体系统、真空室、偏滤器等核心设备，安泰科技、国光电气等企业通过参与ITER项目正在积累技术经验；而下游则仍处于探索阶段。

更加乐观的态度也渐成共识。上述中航证券研报提到，多数企业认为首个给电网送电的聚变堆以及具备商业化价值的聚变堆，有望在2031至2035年及以后诞生。而我国上个月通过的原子能法进一步完善监管制度，也为商业化平稳推进进一步铺平道路。

在余丰慧看来，与更侧重于基础科学研究和关键技术突破的合肥相比，上海凭借其金融中心的地位，在科技成果的商业化转化和国际合作方面更为突出。

对于合肥而言，问题在于如何更好发挥自身所长？无论如何，如聚变新能（安徽）有限公司董事长严建文所说，“不能起了个大早，却赶了个晚集”。

文字 | 杨弃非

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