科学界流传过一句有点黑色幽默的话:可控核聚变永远还差五十年。这句话最厉害的地方在于,不管你在哪个年代听到它,都觉得挺合理。1970年有人说还要五十年,2000年有人说还要五十年,到了2025年,依然有人觉得"再等等吧"。
可就是在这种"再等等"的氛围里,全球大多数玩家已经陆续放缓了脚步,有的甚至连实验装置都关停了。而中国,非但没有慢下来,反而在一年之内连续甩出好几张世界级的成绩单。这就很有意思了,到底是什么在驱动中国往这条路上死磕?
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先把目光投向欧洲。位于英国牛津附近的JET装置,曾经是全球核聚变研究的头号招牌。1991年它完成了人类历史上首次氘氚聚变实验,那个年代可以说全世界搞聚变的人都盯着它看。但就是这么一台功勋级别的设备,在运行了整整40年后,于2023年底正式完成了等离子体研究使命,随后进入退役拆解流程。
40年是个什么概念呢?当年参与建造JET的年轻工程师,等到它退役的时候差不多都该抱孙子了。而令人唏嘘的是,JET关了之后,欧洲并没有一台同级别的装置能够立刻接上。虽然英国提出了一个叫STEP的原型电厂计划,号称要在2040年首次运行,但从2023年到2040年,中间这十几年基本上处于"青黄不接"的状态。
大洋彼岸的美国,情况也好不到哪去。特朗普政府对核裂变技术还算支持,给现有核电站供能的事情他愿意推,但对核聚变的热情明显不在一个档次上。这种态度直接导致聚变领域越来越依赖风险资本来维持,政府层面的投入在收缩。
有个细节蛮能说明问题:美国能源部在2024年倒是发布了一份看起来雄心勃勃的聚变能源战略,但紧接着就承认目前并没有足够的资金来支撑这些目标。战略是战略,钱是钱,两码事。甚至连美国本土的聚变创业公司Zap Energy的研发负责人都在2025年的一次会议上吐槽,大意是说美国明明在核聚变领域起手就是一副好牌,结果打得稀烂。
至于全球最大的聚变合作项目ITER,从1985年提出构想到现在,四十年过去了,建设费用已经飙到200多亿美元,但首次等离子体运行的时间一再推迟。参与其中的各方虽然嘴上没说放弃,但心里的耐心显然已经被磨得差不多了。
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这些信号放到一起看,其实指向同一个判断:核聚变技术门槛太高,投入周期太漫长,政客们需要在任期内交出成绩单,选民们更关心眼前的电费账单,在这种现实逻辑下,"先把钱花在更快见效的事情上"成了大部分国家的共同选择。
然后你就会发现,全世界还在闷头往前冲的,基本上就剩中国了。
中国死磕核聚变,不是为了争什么面子工程,也不是科学家们单纯的学术热情在驱动。最核心的原因,说出来其实有点残酷:中国的能源命脉太脆弱了。
2024年的数据摆在那里,中国石油对外依存度71.9%,天然气进口占比也相当高。一个工业产值占全球将近三分之一的国家,超过七成的石油需要从外面买回来,这意味着什么?意味着整个经济体系的运转,很大程度上要看别人的脸色。
更让人睡不踏实的是运输通道。中国的原油进口超过八成走海路,必须经过波斯湾、穿过马六甲海峡。这些名字在地图上看着就是几个小点,但在地缘博弈中随便出点状况,中国的能源输入就可能受到严重干扰。霍尔木兹海峡要是被封锁了怎么办?马六甲要是出了乱子怎么办?这些不是杞人忧天,而是战略规划必须考虑的真实场景。
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有人可能会问,新能源不是搞得风风火火吗?电动车不是渗透率快到50%了吗?没错,2025年中国新能源汽车销量超过1600万辆,增长势头确实猛。
但问题在于,石油不是只用来烧的,化工原料、工业基础材料这些领域对石油的依赖,短期内很难被替代。电动化解决了汽车的问题,可解决不了整个能源结构的系统性隐患。而且即便石油消费接近峰值了,未来较长一段时间,中国油气对外高度依赖的格局也很难根本性扭转。
所以核聚变对中国而言,根本不是"值不值得投"的问题,而是"不投的话将来怎么办"的问题。只要聚变技术走通,中国就能拥有一种完全立足本土、不受任何外部通道制约的能源来源。聚变的燃料是从海水中提取的氘和从锂中获取的氚,中国有1.8万公里海岸线,氘资源几乎取之不尽,全球锂供应链中中国也占有重要地位。
至于能量密度就更夸张了,1升海水里提取的氘拿来做聚变燃料,释放的能量相当于300升汽油。欧美国家在核聚变上可以"缓一缓",那是因为人家的能源家底允许,美国自己就是油气生产大国,页岩革命让它短期内不存在断供的焦虑。但中国没有这种从容的本钱。
光有战略上的迫切感当然不够,还得看技术上能不能真正往前拱。而2025年中国交出的答卷,确实让全世界都不得不正视。
1月20日,合肥科学岛上的EAST装置,也就是大家熟悉的"东方超环",在上亿度高温条件下成功维持等离子体高约束运行长达1066秒,接近18分钟。这是人类首次在实验装置上模拟出未来聚变堆所需的长脉冲运行条件。
1066秒这个数字,单独看好像就是一串数字,但放在核聚变的语境里,它意味着人类对等离子体的控制能力已经从"短暂点火"迈进了"持续稳定运行"的新阶段。
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几乎同一时期,四川的"中国环流三号"HL-3也没闲着。2025年3月它实现了离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的"双亿度"突破,紧接着6月又把等离子体电流推到了100万安培,综合参数直接摸到了聚变三乘积10的20次方量级。一个负责"烧得久",一个负责"烧得热",这两条最难啃的技术路线中国同时在往前推,而且每一条都已经站到了全球最前沿。
更有意思的是民间力量也在往里冲。上海的商业聚变公司能量奇点,自主研发的"洪荒70"高温超导托卡马克装置,国产化率超过96%,成功实现了1337秒的稳态长脉冲运行。这台设备走的是高温超导路线,跟国家队的低温超导路线形成了差异化探索。一家成立只有几年的创业公司,能在这个级别的技术领域交出这样的成绩,放在全球范围内都不多见。
中国的核聚变路线图已经铺到了未来二十年。中科院等离子体所透露,聚变能实验装置BEST预计2027年建成,目标是在2030年实现"第一度聚变电"。中核集团方面给出的时间表是2035年左右建成首个工程实验堆,2045年左右推出商业示范堆。
2025年挂牌成立的"中国聚变"注册资本达到150亿元,还引入了中石油、浙能电力等产业资本。围绕聚变的产业联盟截至去年底已经汇聚了超过260家企业,从上游的超导材料到下游的工程服务,一条产业链正在肉眼可见地成形。"核聚变能"也被正式纳入"十五五"规划中前瞻布局未来产业的范畴,上升到了国家战略层面。
麻省理工学院核科学家Dennis Whyte曾经评价说,25年前中国在可控核聚变领域还乏善可陈,而现在已经拥有世界级的聚变研发能力。这话听着像客套,但如果你真去对比2000年和2025年中国在这个领域的位置,会发现这个变化幅度大得有点不真实。
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没有人敢打包票说2030年聚变发电的目标一定能如期实现,毕竟在这条路上还横着不少硬骨头:高温等离子体如何实现稳态自持燃烧?极端工况下材料的损伤机制怎么解决?氚燃料的规模化循环利用能不能跑通?每一个问题拿出来都够一代科学家忙活的。
但有一件事已经非常清楚了,中国把通往聚变发电的每一条关键路径都摊开了,每一个环节都有人在推,从国家大科学装置到民营企业,从顶层规划到高校人才培养,从基础研究到产业链搭建,这套体系一旦转起来,惯性是很大的。
那些曾经在核聚变赛道上集体撤退的国家,并不是看不到这项技术的终极价值。只是在各自的能源格局和政治周期面前,它们觉得可以先放一放。
而中国之所以成为这条赛道上跑得最狠的那一个,归根到底就是一句话:放不起。当别的国家在盘算"投多少、多久回本"的时候,中国在算的是另一笔账,如果不把这件事做成,未来一百年的能源自主权要到哪里去找。
真正的答案不在今天,在十年二十年后。等到第一批聚变电真正并入电网、点亮千家万户灯火的那天,今天谁在坚持、谁在犹豫,自然会看得清清楚楚。
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