中核集團聚變領域首席科學家段旭如：聚變發電商業化時間表明確，2045年左右建成示范堆

經濟觀察報記者 王雅潔

進入2026年，中國核聚變相關研發與產業化進程全面提速，站上新的歷史起點。

在“新一代人造太陽”——中國環流三號（HL3）于2025年3月28日首次實現“雙億度”運行、取得重大科研突破之后，中核集團牽頭組建的中國聚變能源有限公司（下稱“中國聚變”）于2025年7月在上海正式掛牌成立，標志著中國核聚變事業從科研探索向工程化、產業化邁出里程碑式的一步。

2026年1月，《中華人民共和國原子能法》正式施行，國家在法律層面明確鼓勵和支持可控聚變能研究，為這一前沿顛覆性技術的加速發展打開了新的制度窗口。

作為中核集團聚變領域首席科學家，段旭如親歷并推動著我國核聚變技術的每一次跨越。

在他看來，中國核聚變發展的商業邏輯已十分清晰：在遵循“實驗堆—示范堆—商用堆”的科學規律基礎上，我國已制定了明確的時間表和路線圖。

其核心目標是通過攻克燃燒等離子體、耐輻照材料等關鍵技術，最終在21世紀中葉前后，將這種清潔、安全、資源無限的理想能源送入千家萬戶，與風、光、電等清潔能源共同構建“基礎保障與靈活補充”深度協同的未來能源體系。

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經濟觀察報：從全球來看，我國可控核聚變研究發展處于什么水平？近幾年來關鍵技術突破體現在哪些方面？

段旭如：我國核聚變研發取得了長足進步，尤其是自2006年參加國際熱核聚變實驗堆ITER計劃（國際熱核聚變實驗堆計劃，是全球規模最大的國際科技合作項目，旨在驗證聚變能和平利用的可行性）以來，相關科研實力得到了極大提升。在核聚變科研方面培養了一批具有國際視野的人才，建成了多座國際先進的研發平臺，核聚變技術已從過去的跟跑到并跑，到部分技術達到國際領先水平，已位于國際第一方陣，與國際同步處于科學研究向實驗堆工程驗證過渡的關鍵階段。

近年來，我國核聚變研究取得了一系列重要進展。在裝置運行方面，國內當前規模最大、參數能力最高的新一代“人造太陽”中國環流三號實現150萬安培等離子體電流高約束模、雙億度運行，刷新我國磁約束聚變裝置等離子體運行參數紀錄，標志著我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。東方超環首次實現千秒級高約束模長時間放電，對于我國自主掌握托卡馬克放電控制技術具有重要意義。為釋放聚變堆研發風險，我國正積極籌劃依托中國環流三號開展燃燒等離子體實驗，以夯實氘氚運行科學和技術基礎，加快向實驗堆工程階段邁進。

同時，我國聚變堆關鍵技術研發也取得了一系列重要進展。在聚變堆“點火”所需的外部加熱技術方面，我國研發的射頻負離子源中性束實現單級加速電壓超160kV（千伏），平均束流密度超270A/m2（安培每平方米），技術指標國際領先。在聚變堆涉核關鍵技術方面，我國ITER產氚包層系統率先通過了ITER設計評審，制造出全球首個全尺寸聚變堆產氚包層驗證模塊，率先完成ITER增強熱負荷第一壁全尺寸原型件認證，并發布全球首項核聚變領域國際標準。繼圓滿完成ITER托卡馬克主機安裝第一階段任務后，中核集團牽頭的中法聯合體與ITER進一步簽署真空室模塊組裝合同SMSA（真空室模塊組裝合同），成為目前ITER項目主機安裝的主要承包商，這極大地提高了我國在國際大科學工程中的參與度和話語權，為我國下一步自主建造聚變實驗堆、示范堆奠定了基礎。

經濟觀察報：國際上有多個國家提出加速聚變能商業化，中核集團對中國實現聚變發電的時間表是否有更新？關鍵里程碑如何設定？隨著人工智能等新技術融入，在時間上是否存在提前的可能性？

段旭如：從全球視野看，聚變能商業化已形成加速態勢。據國際原子能機構《2025年世界聚變展望》報告，全球近40個國家推進加速聚變能商業化。但聚變能商業化仍面臨多重挑戰，還需要一定時日。科學與技術層面仍需突破燃燒等離子體穩態運行、耐高能中子轟擊及高熱負荷材料等難題；在產業生態上，還需解決產供鏈成熟性、經濟可承受性、投資可持續性、監管可適配性等問題。

具體而言，實現聚變能商業化運用，需經歷6個階段：原理探索、規模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆、商用堆。目前我國聚變能正處于“燃燒實驗”階段，已具備開展相關實驗的等離子體參數及裝置運行等條件。預計到2027年底，中國環流三號綜合參數（聚變三乘積）將在當前10的20次方量級的基礎上提升2至3倍，開展高性能等離子體實驗。

根據我國的技術和創新發展水平來推演，預計在2027年可開啟聚變能燃燒實驗研究；2030年左右，具備中國首個工程實驗堆的研發設計建造能力；2035年左右，將建成中國首個工程實驗堆；2045年左右，預計建成我國首個商用示范堆。

當然，在時間上是否有可能提前，取決于技術的發展，上述時間表是按照今天的認知來考慮和推演的。近幾年，人工智能已經在等離子體運行監測、控制及不穩定性預測等研究中獲得初步驗證，有望解決等離子體控制難題，并且在聚變堆系統研發、運維等方面具有很大的發展空間和潛力。未來聚變能商業化，高溫超導磁體是很關鍵的技術部件，如果可以提供更強磁場，就會大幅提升等離子體性能，從而使得未來聚變堆規模變得更加緊湊，縮短建造周期、降低成本，加速技術迭代。

經濟觀察報：可控核聚變從實驗室走向商業應用，關鍵“卡點”是什么？

段旭如：可控核聚變從實驗室走向工程商業應用，首要解決幾大關鍵大科學與工程技術難題，即燃燒等離子體穩態運行、耐高能中子轟擊及高熱負荷材料、氚增殖與自持循環，以及高參數等離子體控制技術、高溫超導磁體技術、能量轉換技術等。此外，盡管核聚變具有固有安全特性，但仍需建立與之相匹配的聚變核安全監管法律法規，以管理氚的滲透控制、放射性活化材料的處理等。最終，所有技術突破都必須通過經濟性這一終極考驗，將建設和運維成本大幅降低，從而具備市場競爭力。

經濟觀察報：中國聚變成立后，取得了哪些關鍵進展？2026年及“十五五”期間的重點工作與戰略布局是什么？

段旭如：2025年7月，中核集團在核工業西南物理研究院基礎上牽頭組建中國聚變，重點布局大科學實驗、聚變堆材料研制等領域。

中國聚變在上海正式掛牌成立之后，完成中國聚變增資引戰與實體化運營，實現機構、人員、制度、管理、能力“五到位”；加大超導磁體研發力度，掛牌成立超導磁體研發部，攻克高溫超導材料難加工成型問題，研制出大電流、高強度高溫超導CICC（電纜型超導復合導體）導體樣品，為聚變能工程化商業化奠定基礎；推動中核集團聚變領域首席科學家當選國際托卡馬克物理活動協調委員會（ITPACC，即國際托卡馬克物理活動協調委員會）主席和ITER理事會科技咨詢委員會（STAC）輪值主席。截至目前已有44家各類單位加入這一創新聯合體，涵蓋央企、民企、高校、科研院所，國際影響力與行業話語權顯著提升。目前聯合體已啟動“聚變堆超導磁體產業化”等重點項目，吸引社會資本參與。

2026年，中國聚變將正式發布“十五五”發展規劃，力爭主導國家科技重大專項，以更加強有力的改革破局舉措，加快創新范式變革、推進新型研發機構建設，加速推進科技創新與產業開發取得新突破，構建工程項目高效管理模式，快速推進“兩地三區五高地”建設，發布“兩基地”項目一體化進度計劃，完成可研批復，實現“雙開工”，ITER計劃第一壁將實現批量生產。整個“十五五”期間，中國聚變將實現我國首次聚變燃燒實驗、輸出10MW（兆瓦）級聚變功率，建成全球首座14MeV（兆電子伏特）聚變中子源輻照設施，建成全高溫超導緊湊型托卡馬克裝置，建成核聚變技術研發基地，建成數字聚變堆并完成實驗堆工程設計，完成ITER關鍵部件制造，壯大產業經濟，建成中核集團首家新型研發機構。

經濟觀察報：有人認為可控核聚變是“終極能源解決方案”。可控核聚變的革命性意義體現在哪些方面？

段旭如：首先，可控核聚變的主要燃料氘（氫的同位素）在地球上“儲量”非常豐富，且分布廣泛。氘大量存在于海水中，每公升海水提取出的氘通過聚變反應可釋放相當于燃燒300公升汽油的能量；氚由于半衰期較短，在自然界中儲量有限，但其可通過中子轟擊鋰來制備。鋰在地殼、鹽湖和海水中，都大量存在。其次，可控核聚變具有固有安全與環境友好的特性，因核聚變反應需達到上億度以上高溫等非常苛刻的條件，如反應故障時會因不滿足反應條件而自動停止，無熔毀風險。此外，放射性廢物極少且半衰期短，運行過程也不產生溫室氣體。核聚變能一旦實現商用，將大幅降低人類對化石能源依賴，因其資源豐富且分布廣泛，有望重塑全球能源體系與地緣政治格局，推進人類科技進步和生產方式變革，實現環境和社會經濟可持續發展。

經濟觀察報：核聚變能對于建設零碳社會有何作用？其何時能走入尋常百姓家？將給人們的生活帶來哪些變化？

段旭如：核聚變能有望成為建設零碳社會的核心支柱，可以提供穩定、零碳的基荷電力以彌補風電、光電等間歇性能源的不足。目前來看，核聚變要真正“走入尋常百姓家”仍需要時間攻克多項關鍵技術，預計將會在2050年前后實現商用。核聚變能有望深刻改變人類生活，屆時能源將極大豐富，生態環境將得到大幅改善。綠色制氫、垂直農業、海水淡化和合成燃料等產業將興起，人工智能有望擺脫能源束縛得到飛速發展。諸如星際旅行等一批科幻場景或許可以在核聚變能的支持下成為現實。

經濟觀察報：未來核聚變能將與風電、光電等清潔能源形成怎樣的能源架構？

段旭如：核聚變能最終將補上清潔能源體系中“穩定、密集基荷能源”的最后一塊拼圖，核聚變能不是替代風電、光電，而是與之構成“基礎保障與靈活補充”的深度協同的能源架構關系。未來的能源架構如同一個超級農場，核聚變是內部的現代化全天候溫室，以穩定、密集的方式持續產出，構成體系的壓艙石。風電、光電是依賴天時的廣闊露天田野，可以充分利用豐饒的自然饋贈，“收成”會有間歇波動。

經濟觀察報：下一步，核聚變能與氫能等前沿清潔能源產業如何協同發展？

段旭如：未來核聚變能有望為氫能產業帶來根本性的成本革命，將使綠氫的生產成本大幅下降，激活全球性的綠色氫能貿易。核聚變能將提供穩定、持續輸出的基荷電力。而氫則作為高效、靈活的二次能源載體與儲能介質，將能量輸送、分配并應用于電力網絡難以直接覆蓋的場景。二者的深度協同，將形成一個兼具穩定性、韌性、靈活性的清潔能源體系。

經濟觀察報：你對我國可控核聚變下一步發展，還有什么建議？

段旭如：可控核聚變是戰略性前沿科技，具有技術難度大，投資成本高，研發周期長等特點。面臨可控核聚變核心技術的挑戰以及我國在該領域存在的短板等問題，一方面，需要在國家層面建立合適的機制，協調好現有有限的優勢力量，集智創新，協同攻關相關“卡脖子”技術。另一方面，需要充分發揮我國新型舉國體制的優勢，統籌配置資源，集中力量自主攻堅研發聚變實驗堆。要充分發揮工業界和企業集團科技創新主體等優勢作用，推動聚變堆工程技術攻關與產業轉化。尤其是利用我國現有完整的核工業體系的優勢和豐富的核工程經驗，發揮企業在工程設計、材料生產、裝備制造等領域的產業賦能優勢，聚焦核工程技術在聚變堆全生命周期的關鍵作用，推進我國可控核聚變事業發展。

（作者 王雅潔）

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王雅潔

經濟觀察報高級記者兼國資新聞部主任 長期關注宏觀經濟、國企國資等領域。擅長于深度分析報道、調查報道、以及行業資訊。