中国院士：新型核聚变技术更便宜靠谱，不用再等50年

一度电一毛钱，年发电量100亿度，造价200亿元——这串数字不是哪家三代核电站的招标书，而是中国工程院院士彭先觉在深圳创新发展研究院的＂院士报告厅＂上抛出的Z-FFR示范电站的账本。

据估算，一座百万千瓦级的Z—FFR示范电站造价约在人民币200亿元量级，且未来有进一步降低的空间；运营成本每年约10亿元，年发电量可达100亿度。

这个数字一出，搞了几十年聚变的同行先愣了几秒钟——大家伙儿盯着＂人造太阳＂使劲烧钱的时候，居然有人把账算到这个份上。更让人意外的是配套时间节点。

国家50MA大科学装置将于2029年前后建成，2032年计划建成实验供热堆，开展中子辐照、靶丸制备等实战验证。也就是说，民用聚变电站的故事不再是＂再等五十年＂那套老说辞，而是一个能写进十四五、十五五甚至十六五规划的具体工程。

这事到底靠不靠谱？凭啥中国能走通这条路？得从混合堆这门生意的根上掰扯。

很多人听到＂聚变＂两个字就联想到上亿度高温、超导磁体、激光阵列那些动辄上百亿美元的大块头。ITER在法国磨了二十多年还在装设备，美国NIF前年实现点火也只是科学意义上的小步快跑，离发电站差着十万八千里。

Z-FFR能把电价压到一毛钱，关键不是堆参数，而是换了一套思路——让聚变只做它最擅长的事，剩下的活交给裂变。道理其实不绕。

Z箍缩驱动器能量充足、电能转换为碰靶动能的效率超过10%、造价相对低廉、辐射能品质优良，相较激光器更适合用作惯性约束聚变能源。

采用创新设计的＂局部体点火靶＂，单发聚变放能可达20003000 MJ，若驱动器每10秒放电1次，聚变功率可达200300 MW。

聚变产生的高能中子在深次临界裂变包层内引发裂变反应，再将聚变能量放大10倍以上，即可实现1000 MW以上的电能输出。一句话，聚变中子像火星子，裂变包层像柴堆，火星子小小一点，引燃的能量却放大十几倍乃至几十倍。

成本能压下来还有第二个秘密——Z箍缩用的不是娇贵的激光器或超导磁体，核心部件是电容器和开关。这种东西国内电网行业有现成的产业链。

彭院士在深圳报告里没忘掉这块短板，他坦言驱动器所需的电容器、开关等部件，寿命需要从现在的几十万次提升到千万次级；靶丸制造要满足10秒一次的生产节奏，成本需控制在几百元以内；裂变燃料则计划采用干法处理乏燃料，避免传统湿法带来的环境污染。

听上去是一堆工程难题，但都是＂看得见摸得着＂的工程指标，而不是某种悬而未决的世纪难题。安全这一关也卡得死死的。

该系统将涉核部分全部置于地下，与地面严格物理隔离。其裂变包层工作在＂深次临界＂状态，这意味着它本身无法维持链式反应，完全依赖于外部聚变中子的＂点燃＂。

聚变中子流一旦停止，裂变反应即刻停止，从根本上杜绝了超临界事故风险。再叠加非能动余热排出系统，福岛那种＂停堆之后冷却不上＂的事故路径也被堵死了。

光算便宜账不够，得说清楚纯聚变到底卡在哪。这些年大家被＂聚变还差五十年＂刷得有点麻木，可这句话不是段子，而是物理和工程两条战线同时碰壁的写实。

第一道墙叫能量平衡。聚变这事有三道关：科学上能不能放能、工程上能不能赚回输入电能、商业上能不能跑赢市场。

经过70余年探索，聚变的科学可行性得到了有力证明，目前正处于从原理验证到工程实践的转折。换句话说，前面那道科学门槛是迈过去了，但工程门槛和商业门槛还差着量级。

第二道墙叫材料。氘氚反应每秒钟射出海量14兆电子伏的高能中子，第一壁、包层、结构材料挨这种高能粒子流的轰击，原子位置都会被撞得乱套。

找一种既能扛住几百dpa辐照、又能在七八百度高温下稳定工作的材料，全球材料界吭哧吭哧搞了三十多年，至今还没人能拍胸脯说找到了。第三道墙叫氚。

氘可以从海水里提，氚却是个＂短命鬼＂，自然界几乎不存在，半衰期只有十二年多。一座千兆瓦级纯聚变电站一年要烧掉一百多公斤氚，全球商用重水堆副产品总量也不够塞牙缝。

能量平衡尚未实现、氚自持尚未得到验证、实现高可利用率难度极高、耐辐照材料开发进展缓慢、使用经济性普遍较差这一连串挑战摞在一起，谁来都犯怵。Z-FFR是怎么破的？

它把聚变只用作＂中子枪＂，裂变包层既放大能量又生产氚。＂聚变和裂变各有优点和不足，＂彭先觉解释道，＂结合起来是一种优势互补。聚变中子源强度高、可精确控制；裂变则能高效放大能量。混合堆把核能最好的几个因素组织在一起，用裂变来解决聚变能量增益不足的问题，同时依靠聚变中子的特性来解决裂变电站固有的安全性和核废料难题。＂

这一招相当于既不让聚变跑全马，又顺手解决了裂变电站头疼的乏燃料问题。更狠的还在后头。

次临界能源堆能够烧U-238和Th-232燃料，并可以从天然铀燃料开始，铀利用率大于80%且少受资源约束，因而可以成为千年能源。要知道现在的压水堆只能用铀里那一小撮U-235，浪费率高得离谱。

Z-FFR能把铀矿吃干榨净，连钍都能烧，资源账瞬间从＂几十年储备＂翻到＂上万年储备＂。

Z-FFR系统不仅能将铀资源利用率提升至90%以上，还可兼容钍资源及热堆乏燃料，满足人类上万年能源需求，同时具备功率快速调节能力，可与可再生能源协同构建智慧能源系统，大幅降低储能成本。

风电光伏的间歇性一直是电网调度的老大难，Z-FFR还顺带把这个事一并接了。Z—FFR的输出功率可通过调节聚变＂爆炸＂的频率来控制能量输出，这种快速响应能力使其能够很好地平抑风电、光伏等间歇性可再生能源的功率波动。

这意味着风电场夜里发的＂垃圾电＂可以被它消化，光伏中午的过剩出力也能被它平滑。

中物院从2000年前后就开始系统研究Z箍缩，彭先觉院士在2008年正式抛出Z-FFR的概念，2010年这条路线进入国家科技项目支持。2021年立项的＂电磁驱动大科学装置＂是个分水岭，它瞄准的是50MA驱动器单支路验证。

彭先觉本人在2021年还在四川牵头组建了天府创新能源研究院，由他创立的研究团队已于2021年在四川成立天府创新能源研究院，并创办了产业化公司，旨在通过市场化、商业化的模式加速推进。研究院加公司的双轮架构，就是为商业化抢跑做准备。

民生证券今年9月披露的最新路线图把节奏说得很白：彭先觉院士提出3个发展阶段的任务目标，预计2040年实现Z箍缩技术的商业化发电。1）关键技术攻关阶段（2024—2030年）。针对Z箍缩的3项关键技术同步开展攻关，主要是聚变点火、长寿命重频驱动器和深度次临界能源包层；2）工程演示阶段（2031—2040年）。2035年建成1000兆瓦级热功率的池式综合试验堆。

简单说，2029年的50MA装置点火，2032年的实验供热堆冒蒸汽，2035年综合试验堆并入研究网络，2040年商用电站接入电网。每个时间节点都对应一个具体的工程对象，不是PPT上的虚线。

为啥这条路线中国领先？答案藏在最难啃的那块骨头里——靶设计。

美国相关团队近30年始终未能攻克Z箍缩聚变靶设计难题，这也是其国内代表性企业的核心瓶颈，即便有优质资源也无法高效利用，难以做出实用化混合堆。

美国2006年曾提出混合堆概念，但因聚变性能不足，裂变部分设计复杂，采用类似熔盐堆的结构，高温强辐射下材料腐蚀问题无法解决，方案仅停留在纸面，2008年后便停滞。

我国依托彭先觉院士团队，将武器物理技术深度应用，从底层物理层面突破Z箍缩聚变靶设计难题，为混合堆奠定核心基础。这一条要琢磨清楚——美国Sandia实验室手里抓着Z装置这种世界级设备，硬是被靶设计这道坎卡了三十年。

中国团队从核武器物理研究里调出来的那套＂内功＂，恰好就是别人摸不到门道的关键。靶子的事还要再说一句细的。

相比激光靶，Z箍缩的能源靶尺寸大十倍，工艺精度要求却低一到两个数量级，这为未来大规模、低成本制备铺平了道路。靶丸尺寸大、精度要求低，意味着可以走流水线生产，每天造几千上万个不是问题。

这跟NIF那种一颗靶丸打磨好几个月的活法，完全不是一个数量级的事。产业链也在跟进。

今年内国光电气联合天府创新能源研究院等股东在四川成立先觉聚能科技，标志着资本端开始往这条独门赛道押注。中国核电、浙能电力等大型能源央企也在2025年初宣布加码中国聚变能源有限公司，整个核能板块在悄悄重构。

FIA今年7月发布的《2025年全球聚变行业》报告里，惯性约束已经从配角升到仅次于磁约束的第二大路线，Z箍缩这条以前被边缘化的技术，开始走进国际舞台的聚光灯下。实验堆建好之后，它本身就能干不少有用的事。

它可以作为世界最强的中子源，强度比法国、西班牙同类装置高三个数量级；每年还可生产约1公斤氚，解决聚变燃料自持问题。一公斤氚什么概念？

够全球医学、科研、聚变实验室用上好几年，光是这个副产品的价值就足够让试验堆＂沿途下蛋＂养活自己。跟磁约束、激光惯性约束这些主流路线比起来，Z箍缩混合堆走的是一条＂工程师思维＂的路。

国外有人觉得这条路＂太投机＂，不够纯粹。可能源这门生意从来不讲究纯粹，它讲究的是经济、安全、持久、可控。

当ITER还在为第一壁瓦片掉渣发愁、当NIF还在为下一次能不能复现点火状态捏一把汗的时候，中国团队已经把图纸画到了2040年的电网接入方案。这种节奏差，背后是几代核物理人沉得住气、肯啃硬骨头的劲儿。

聚变这事到底还要不要等五十年？答案大概率是不用。

但不是因为某一项颠覆性突破，而是因为有人换了个角度想问题——既然纯聚变这堵墙翻不过去，那就绕个弯，把聚变和裂变拧成一股绳。这股绳现在已经从图纸走到了实验装置，再往前一步就是城市边上的供热堆、电网里的基荷电源。

一毛钱一度电，听上去离生活很远，可它正在一寸一寸地靠近。