合肥押注核聚变:2030年点亮全球首盏"人造太阳"灯,背后布局有多深?
未来可期!中国人造太阳重大突破,合肥或成最大赢家
从江淮小邑到科创名城,合肥的第四次豪赌瞄准核聚变
为什么说合肥掌控着中国能源的未来?答案藏在这座人造太阳里
合肥押注核聚变:2030年点亮全球首盏人造太阳灯
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能源危机、环境污染、资源枯竭,这些困扰人类多年的世界性难题,会不会被一座中国城市率先突破的终极能源技术所化解?这个问题的答案,或许正藏在安徽合肥的综合性国家科学中心。
在合肥西北部的未来科学城,一场静默却影响深远的科技冲刺正在进行。外形独特的紧凑型聚变能实验装置(BEST)正在这里加速组装。这个庞然大物的核心目标非常明确:预计在2027年建成,并力争在2030年左右实现氘氚聚变,目标是成为世界上首个实现聚变能发电演示的装置。聚变新能(安徽)有限公司董事长严建文对此充满信心,他认为世界首次聚变能发电有望在BEST装置上演示。
这并非合肥在核聚变领域的唯一布局。合肥已经成为全球核聚变领域大科学装置最为集中的城市之一。这里聚集着全超导托卡马克装置(EAST)、聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT,代号“夸父”)等一批重要科研设施。今年1月,EAST装置实现了上亿摄氏度1066秒稳态高约束模等离子体运行,创造了新的世界纪录。这些装置共同构成了中国冲击终极能源的接力赛:EAST验证了可行性,BEST旨在演示发电,CRAFT则为未来的聚变堆提供关键部件研发和测试平台。
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为什么核聚变被称为终极能源?这与当前核电站利用的核裂变技术有本质不同。核聚变是模拟太阳发光发热的原理,其优势几乎是革命性的:主要燃料氘来自海水,每升海水中的氘聚变释放的能量相当于300升汽油,可以说是取之不尽;反应产物是氦气和水,没有放射性核废料,清洁安全;而且聚变反应条件苛刻,一旦出现问题会自行终止,固有安全性高。正因如此,可控核聚变被视为能够一劳永逸解决能源问题的终极方案。
业内专家将可控核聚变发展分为六个阶段:原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆。核工业西南物理研究院院长助理钟武律指出,目前全球可控聚变发展已进入第三阶段——燃烧实验阶段,这意味着真正要开始实现聚变反应。而中国在部分技术领域已经实现了从跟跑到并跑甚至领跑的跨越。
合肥对科技创新的执着体现在其独特的发展路径上。这座城市深刻理解大科学装置是催生变革性技术、孕育从0到1重大科学突破的肥沃土壤。目前合肥已布局建设13个大科学装置,密度位居全国前列。更为关键的是,合肥在努力打通从书架到货架的最后一公里。它独创了沿途下蛋的成果转化模式,这意味着在攻关终极目标的过程中,衍生技术已开始赋能其他产业。
基于EAST技术研发的太赫兹安检设备已用于合肥地铁;超导质子治疗系统有望用于精准抗癌;量子精密测量技术变身成为地铁轨道安全的听诊器。为了加速这种转化,合肥市政府部门甚至专门设立了场景创新推进处,并组建工作专班,主动发布场景机会清单和场景能力清单,为新技术和实际应用场景牵线搭桥。截至目前,合肥累计发布的场景机会和能力清单已推动落地合作项目超1200个。
在产业培育上,合肥乃至安徽的战略路径清晰可见:通过实验堆—工程堆—商业堆的三步走战略,系统布局全链条发展。由中科院、国有平台、央企和社会资本共同成立的聚变新能(安徽)有限公司,注册资本已增至145亿元,负责推进BEST装置建设及后续商业化探索。一个覆盖上游材料、中游主机设备、下游设计运营的聚变能源产业链雏形已在合肥显现,汇聚了近60家产业链企业。
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中国聚变能源的研发格局呈现国家队与民间队双轨并进、合力探索的生动局面。一方面,国家队根基深厚。中科院合肥物质科学研究院(等离子体所)和中核集团核工业西南物理研究院是核心力量。中国还深度参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划,并高质量完成所承担的核心部件研发任务。
另一方面,商业资本和民营企业近年来快速涌入。据披露,全球核聚变领域的投资已超过100亿美元,国内也涌现出如星环聚能、能量奇点、新奥科技等一批商业化公司。它们通常机制更灵活,决策更高效,在不同的技术路线上进行探索和试错,为整个领域注入了新的活力。这种多元化的探索恰恰增加了聚变能商业化的成功机会。
通向人造太阳的道路依然充满挑战。稳态运行、关键材料、工程实现以及最终的成本控制,都是需要跨越的难关。专家预计,实现聚变能商业化发电可能要到本世纪中叶。但共识正在形成:那个曾经看似永远还要50年的梦,正加速照进现实。
对于合肥而言,押注核聚变,其意义远超出单一科技项目的成败。它是对未来产业制高点的争夺,是城市创新基因的又一次极致展现。从当年的江淮小邑到如今的科创名城,合肥已经多次展现了其通过科技创新驱动产业升级、实现城市能级跃迁的能力。聚变能源所蕴含的巨大产业链和变革性力量,一旦突破,无疑将为合肥带来前所未有的发展动能,真正奠定其在国际科创版图中的重要地位。
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当全球都在为能源问题寻找出路时,合肥正在埋头耕耘一片看似遥远却充满希望的未来之地。BEST装置的一次次进展,不仅是技术上的突破,更是一个城市、一个国家向终极能源梦想迈出的坚实脚步。这条路很长,但每一步都算数。也许在不远的将来,点亮万家灯火的第一缕聚变之光,真的将从合肥这片创新的沃土上升起。
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