杭氧切入核聚变产业赛道！“人造太阳”将有“杭州制造”的光和热

近日，凭多年深耕制氧“大器”起家的杭氧集团，华丽“入圈”核聚变赛道，临安高端装备制造再添“新故事”。

“入圈”的标志性事件有两起：一是杭氧正式加盟核聚变产业联盟；二是杭氧成功中标聚变新能（安徽）有限公司低温氮系统项目。

近段时期，可控核聚变话题大热。

前不久，中国外交部发言人毛宁向全世界秀了一把中国“人造太阳”，一时成为全球热议的话题。据她介绍，坐落在安徽合肥的“全超导托卡马克核聚变实验装置”（EAST）预计将于2027年竣工投运，将挑战“太阳之心”上亿摄氏度极“炙”高温与超导线圈零下269摄氏度极致严寒共生共存的科技“魔境”，此次官宣目标直指人类发展史上首个通过核聚变反应实现并网发电的装置，用东方智慧点亮“核聚变之光”，加速推动人类奔赴清洁能源的终极梦想。此次杭氧“入圈”核聚变产业联盟，无疑将使杭州制造迸发新的时代光芒。

可控核聚变之所以被称为“人造太阳”，是因为其原理与太阳内部的核聚变反应相似，即在人为控制下，让氢的同位素氘、氚等轻原子核在极高温和极高压的环境条件下聚合为氦原子核，这一过程会释放出巨大能量。

▲杭氧山西加氢站

它之所以被称为“终极能源梦想”，是因为它的能量密度以及带来的环境“副作用”，与目前的化石燃料和核裂变发电都有着天壤之别。

核聚变原料氘、氚在地球上唾手可得。氘可以从海水中提取，每升海水约含0.03克氘，其聚变释放的能量相当于300升汽油。地球海洋中约含45万亿吨氘，按当前能源消耗水平，足够人类使用数百亿年。氚虽然在自然界中几乎不存在，但可以通过聚变反应堆中的锂来再生，而地球上的锂储量也非常丰富。

更重要的是，传统核电站的核裂变发电会有爆炸和核废料泄漏的风险，核废料的辐射会持续数万年之久；而核聚变反应的产物是惰性气体氦（就是我们给气球充的气），不具有危害性。核聚变反应堆的材料可能会被中子活化而带有放射性，但其半衰期较短（约100年），经过数十到数百年的封存后就可安全处理，远比裂变废料容易管理。核聚变过程一旦出现“处置不当”影响运行的工况条件，就会安全地自行终止，不会发生爆炸。

这么优质的能量，为何迟迟不能惠及人类？很简单，凭人类目前的工业制造能力和控制水平，还无法长时间安全可控地驾驭这一团像太阳中心一般高温达亿摄氏度量级、能蒸发一切的能量源。

这团超高能量源自核聚变产生的等离子体。为了安全可控地利用这团等离子体，目前，全球科学家都在你追我赶、暗自较劲。

大家较劲的目标只有一个：让等离子体在高约束的环境条件下稳态运行。

此次杭氧的设备中标，究竟在可控核聚变反应中承担什么角色？

杭氧集团有关负责人介绍，等离子体的稳态运行需要具备“冰火共存”的极致工况：在EAST内部运行超导线圈产生强大磁场来约束等离子体，而这个磁场“牢笼”须建在零下269摄氏度的超低温环境中。

而杭氧恰是营造这个超低温环境的“重器”匠人。

近年来，杭氧凭借多年深耕氧气制备装备的技术资源优势，积极拓展深低温技术应用领域，在低温分离纯化、深低温制冷、气体全周期保供等方面积累了丰富技术和经验，具备了在零下269摄氏度超低温环境中将氮气液化的技术能力。而可控核聚变所需的零下269摄氏度的低温液氮系统的营造和稳定运行，及核聚变产生的排放物——氦气的提取、储运、回收和循环利用，正是杭氧可以大显身手的技术优势领域。此次中标，标志着杭氧的技术能力和综合实力得到了核聚变领域的高度认可，杭氧加盟核聚变产业联盟自然也是实至名归的事情。

作为中国工业气体产业的领导者，近年来，杭氧依托深低温技术经验和设备制造优势，在清洁能源道路上“大气行天下”。2021年，杭氧切入氢能赛道，组建氢能团队，专注于氢能技术研发、设备销售、项目投资运营和氢气零售等业务。

在制氢方面，杭氧研发了从工业尾气中提取高纯氢气的工艺，还同步提取了一氧化碳、甲烷或液化天然气等“附属”产品，实现了焦炉煤气的高附加值利用。此外，杭氧还积极探索固废制氢和热解水制氢等新技术，努力实现废弃物的清洁化利用以及低能耗低成本制氢新型工艺的开发。

在氢能储运端，杭氧研发了不同规模等级的氢液化工艺包，为氢气的提取、压缩、储运制备特种设备。

在氢能应用方面，杭氧在山西临汾市曲沃县建起了当地首座加氢站，为当地氢能卡车提供氢能加注服务。

▲日内瓦金奖获奖证书

作为一家拥有70多年大型装备制造技术积淀的“大国重器”制造商，杭氧70年的埋首拉车、百舍重茧，终于迎来一飞冲天的高光时刻。今年，在被誉为“全球发明界的奥斯卡”的第五十届日内瓦国际发明展上，杭氧集团自主研发的“承托式滑动型径向流纯化装置”斩获金奖，一举解决了特大型空气分离设备气体纯化装置在大尺度温变、高频压力切换的极端工况条件下导致设备疲劳开裂、吸附剂粉末泄漏等困扰全球同行数十年的难题。