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可控核聚变掀起能源革命:“人造太阳”正冉冉升起

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近日,宁德时代连续领投可控核聚变初创公司-贝塔聚变,其致力于开发小型、低成本、可快速部署的分布式聚变能源解决方案。同在2026年8月,可控核聚变赛道的蔚蓝恒星、星环聚能两家企业也相继宣布完成新一轮融资。

在过去,对于可控核聚变何时能走出实验室、实现商业化落地,一直被调侃为“永远的50年”,这个人类能源的终极梦想似乎遥不可及。而行业冷暖市场先知,如今汹涌的可控核聚变投资热潮,揭示出这一原有叙事正在被打破。

现有能源各有各的“硬伤”

太阳的能量从哪来?答案是氢核聚变反应。而可控核聚变正是人类模仿太阳发光发热原理,所追逐的那颗“人造太阳”。

简单来讲,可控核聚变技术就是在极端的高温、高压环境下,将较轻的原子核碰撞融合成更重的原子核,并在反应过程中获得巨大能量。


图片说明:核聚变反应示意图; 资料来源:国际原子能机构IAEA

而要深刻理解可控核聚变技术的价值,我们先得看看现有主流发电方式都存在哪些“硬伤”。

中流砥柱传统化石能源,一方面作为非再生能源,其整体储量“家底”有限,属于用一点少一点,终有能源枯竭的一天。而且其资源分布还偏偏极不均衡,对于一些高度依赖进口的国家,能源安全始终是悬在头顶的一把利剑。

另一方面,化石能源也是当下全球变暖、极端天气频发的主要幕后推手。其燃烧释放能量的过程,伴随着大量的二氧化碳产生。在“碳中和”目标持续推进之下,也使得未来属于化石能源的舞台进一步受限。以石油为例,根据国际能源署预计,其需求量将2030年前后达到约1.055亿桶/日的峰值。

而水风光等可再生能源,其“靠天吃饭”、受自然条件制约的短板也较为明显。但凡风停了、天阴了,又或是遭遇枯水季,其发电能力便会直线下降。这也导致可再生能源发电具有起伏不定、天然的高波动性。

而反观电网的核心生命线则是以“稳”字当头,从发电、输电、配电再到用电,整个系统都必须时刻保持供需动态平衡。这一严苛要求之下,也决定了没法“随叫随到”的可再生能源目前只能作为主力化石能源的配角。

再是现有采用核裂变技术的核电站,其所面临的头疼问题同样不少。虽然其兼顾了能量密度高与碳排放低的双重优势,但反应机制所带来的缺点同样显著。

核裂变反应为由一个中子撞击一个原子核,并释放出2到3个新中子,再去撞击其他原子核的持续指数级链式反应过程。而像多米诺骨牌一样的连锁反应一旦失控,其裂变速度更是会变本加厉地加剧,这也导致堆芯熔毁等潜在安全风险梦魇难以根除。


图片说明:核裂变反应示意图; 资料来源:国际原子能机构IAEA

同时,高阶高放射性核废料还具有动辄数万年的极长半衰期,如何才能安全稳妥处置这些 “烫手山芋”,至今仍是一项费时费力的棘手问题。两大因素叠加之下,导致核电站项目从选址、建设、运营到废料处理的整个过程必须慎之又慎,核裂变技术应用也难以实现大规模扩张。

为何被奉为“终极能源方案”

而正是因为现有传统能源各有各的痛点,相比之下可控核聚变并不是更好一点,而是有望实现如下所述的全方位碾压。

其一是,燃料管够,海水直接化身为取之不尽、用之不竭的“超级油田”。

核聚变主力燃料为氢的两个同位素“兄弟”—氘和氚。其中,氘可谓是来自大海的馈赠,其储量丰富且容易获得,每升海水里就含有约0.03克氘,全球海水中氘的总储量约在40-45万亿吨之巨。

这是一个什么概念?根据国家核安全局数据,海水中氘聚变所释放的能量,可供人类在很高的消费水平下使用长达50亿年;而目前地球的年龄也才约45亿年,人类从智人到现代文明的历史更是仅有堪堪30万年。

再说说氚,其虽因半衰期较短,基本存不住,故而在自然界中极为稀缺,但目前也已有了“无中生有”的应对之策。通过用高能中子轰击锂,便可生产出氚。其制备原材料锂资源,则是在盐湖、矿床与海洋中同样分布广泛。

而地球表面的71%均被海洋所占据,这意味着可“就地取水”的核聚变资源分布分散,各个国家的资源禀赋相对均衡,从而也能够在地理根源上消除对于进口能源的依赖。

其二是,能量密度高到离谱,安全属性则刻进“基因”。

根据大名鼎鼎的质能方程E=mc²,在较轻的原子核碰撞融合成更重的原子核-这一聚变反应过程中,哪怕是一点点的质量损失,就能够转化成极为惊人的能量。相同质量的核聚变能量输出,可达核裂变反应的四倍;仅1克氘氚聚变能够获得的能量,更是相当于燃烧足足8吨石油。

而你可千万别以为,能量密度高到离谱的可控核聚变,其所面临的安全风险也会水涨船高。

与核裂变的链式反应截然相反,核聚变反应为通过将原子核融合而释放能量,其反应是自限性的。其天生自带一把“三重保险”的安全锁,需要同时满足:超过1亿摄氏度的严酷高温、足够的燃料密度与能量约束时间,方才能够打开核聚变反应的大门。

换句话来说,一旦设备故障亦或是极端运行环境发生改变,核聚变反应便会因难以达到综合阈值,而自动熄火、瞬间终止。故在基础反应机制上,核聚变就天然彻底堵死了堆芯熔毁等高风险事项发生的可能性。


图片说明:核聚变反应所需具备三要素 资料来源:《超导磁体技术与磁约束核聚变》

同时,“零碳+无万年废料”,可控核聚变对环境也极为友好。

排放方面,聚变反应产物主要为惰性气体氦和中子,其反应过程不会产生二氧化碳,以及其他会导致温室效应的气体。废料方面,相较裂变反应,聚变反应所产生的放射性废料也极少,且不会产生高放射性、长半衰期废料。

既不“排毒”也不“留渣”的核聚变技术,重新定义了代际跨越的“终极能源方案”;且甩掉了传统核电废料处置难度大和成本高的包袱,也有利于该技术的商业化应用拓展。

利好三重奏下,行业关键窗口期渐进

过去,可控核聚变总是差那么一点火候,一直在商业化落地的大门前徘徊。而如今,多重产业利好因素共振,耀眼的“人造太阳”正被点燃。

驱动力之一:高温超导材料推动技术端跃升。

核聚变反应的关键环节之一为,如何“驯服”上亿度的高温等离子体。当下主流磁约束聚变技术方案,则是通过托卡马克等装置,使其老老实实呆在真空腔内。但若采用传统低温超导材料,掣肘于约15T、相对不高的磁场强度上限,托卡马克装置就必须建成庞然大物,这导致其造价高昂、建设周期漫长。


图片说明:ITER反应堆庞大的托卡马克装置 资料来源:ITER官网

而随着第二代高温超导材料的量产突破,托卡马克装置的制造成本有望大幅降低,并有力驱动可控核聚变商业化进程加速。该装置的聚变功率与磁场强度为四次方正相关,而高温超导材料可将磁场强度上限大幅推高至40T。

这意味着,在聚变功率保持不变的情况下,托卡马克装置体积可以实现指数级缩小。从“航母”到“轮船”的装置体积优化,更小、更便宜的核心设备不但有利于量产与商业化推广部署,更为赛道玩家增添了试错与产品迭代的底气。

驱动力之二:与日俱增的AI算力需求,正倒逼“终极能源”商业化应用加速落地。

近几年来,随着全球AI算力需求的爆发式增长,数据中心这只“电老虎”正愈发凶猛。用电量直线上升,叠加电网基础设施“老龄化”严重,北美缺电问题已积重难返。在庞大与稳定的电力需求迫切之下,以微软、谷歌为代表的科技巨头,纷纷把目光投向了核聚变技术。

微软已与Helion签下50MW购电协议,并计划在2028年实现首台聚变机组并网供电。谷歌则先是与CFS签约了购买其首座商业聚变电厂高达一半、200MW的电力合同,其有望在2030年代初并网发电;后又于近期再度加码核聚变业务布局,参投核聚变初创公司Proxima Fusion投资,其本轮融资规模共计高达4.11亿欧元。


图片说明:谷歌参投核聚变初创公司Proxima Fusion 资料来源:Proxima Fusion官网

企业订单从0到1的确定性蜕变,产业投资潮的推波助澜,叠加科技巨头公司标杆项目的示范效应,无疑为可控核聚变的商业化落地打了一针强心剂。

驱动力之三:政策端密集发力,核聚变产业身份迎来跃迁。

2026年1月,《中华人民共和国原子能法》正式施行,“核聚变”首次入法,其明确指出国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究与技术开发。紧接着在3月发布的“十五五”规划纲要中,核聚变更是被列为未来六大新经济增长点,产业战略意义地位凸显。

与此同时,今年第一批“两重”建设项目清单也已下达,共将安排超1,700亿元的超长期特别国债,以推动包括全超导托卡马克核聚变实验装置升级改造在内的一批重大项目加快建设。

海外方面,各主要国家也在纷纷将加速建立可控核聚变独立的商业化监管框架体系。

2026年2月,美国核能管理委员发布《聚变装置监管框架》草案,不再套用原有繁琐的核裂变反应堆许可流程。5月,德国“高科技议程”首批技术路线图迎来发布,其中计划在今年内分别建立磁约束聚变和激光聚变两个国家级枢纽;6月,英国发布《聚变能发电国家规划政策声明EN-8》草案,将其正式纳入国家级能源基建审批框架。

可控核聚变这颗“人造太阳”,在三重合力的助推之下,不再停留于“永远的50年”科学验证阶段,而是实实在在迈入了“商业化工程落地”的关键窗口期。

本文源自:估值之家

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