中国聚变能源公司成立,中美核聚变竞争提速
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2025-07-24 10:04:45
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上海市委副书记、市长龚正(左)与中核集团党组书记、董事长申彦锋(右)为聚变公司揭牌  来源:中核集团

中国成立了新的国家队,聚焦核聚变发电这一终极能源技术。

7月22日,中国聚变能源有限公司(以下简称“中国聚变公司”)挂牌成立大会在沪举行。上海市委副书记、市长龚正出席,并与中核集团党组书记、董事长申彦锋共同为中国聚变公司成立揭牌。

据中核集团发布的信息,此次挂牌成立的中国聚变公司是中核集团直属二级单位。作为推进中国聚变工程化、商业化的创新主体,中国聚变公司将重点布局总体设计、技术验证、数字化研发等业务,并建设技术研发平台和资本运作平台。

挂牌成立大会上,中国聚变公司与中核集团、中国石油昆仑资本、上海未来聚变、中国核电、浙能电力、国家绿色发展基金和四川重科聚变等股东方签署增资扩股协议。

同日,中国核电(601985.SH)、浙能电力(600023.SH)分别发布公告,参股中国聚变能源公司。公告信息显示,增资完成后,中国聚变公司注册资本高达150亿元。

核聚变被视作解决人类能源问题的终极方案,但因其技术难度大、工程难以实现,而被戏称为“永远还有五十年”。但2020年以来,全球核聚变创业和投资显著提速,这一看似遥不可及的技术,在业内人士看来有望在未来二三十年实现突破。

另一方面,随着人工智能、数据中心的不断发展,算力对电力的需求与日俱增,小堆和聚变技术让核电重新引起关注。在国外,科技公司背景的资本开始加速涌入核电及聚变技术投资,中国亦出现了公开渠道融资的核聚变创业公司。综合来看,中美两国引领了全球核聚变的新兴投资。

此次成立的中国聚变能源公司,将成为中国核聚变研发的两大国家队之一。另一国家队为中国科学院(下称中科院)牵头成立的聚变新能,其投资方包括安徽国资、中石油和蔚来。5月1日,聚变新能在合肥开工了新一代聚变试验装置BEST。

综合来看,中国致力于商业发电为目标的可控核聚变研发主要有三类背景的团队:以中核集团核工业西南物理研究院(下称“西物院”)、中科院等离子所(下称“等离子所”)为代表的国家队历来是中国磁约束核聚变的研发主力;民营企业方面,总部位于廊坊的能源公司新奥集团从2017年开始进入聚变领域,在氢硼聚变路线上已经投入了数十亿元;近几年来,公开渠道获取融资的初创公司开始进入,星环聚能、能量奇点和瀚海聚能是其中代表。

两大国家队先后成立新的平台公司引入投资,也与聚变研发的进展有关。从技术研发角度,可控核聚变研究可分为原理探索、规模试验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆六大阶段。当前,中国两大国家队的聚变研发都处于向燃烧实验进发的阶段,需要建设新的装置,实现真正的氘氚融合聚变反应,也因此,下一步研发将需要更大规模的投资。

谁投资了中国聚变能源公司

中核集团成立新的聚变公司,与其在聚变领域重要的研发基地——西南物理研究院(下称西物院)密不可分。

西物院位于四川成都,业内俗称“585所”,拥有聚变托卡马克研究装置环流3号。3月28日,西物院环流3号首次实现原子核和电子温度都突破1亿摄氏度,原子核温度达到1.17亿摄氏度,电子温度达到1.6亿摄氏度,综合参数大幅提升。

根据中国核电、浙能电力发布的公告,增资之前,聚变公司为中核集团全资子公司。增资之后,公司注册资金为150亿元,包括中核集团在内,有7家股东,分别为中核集团、中国核电、中国石油集团昆仑资本有限公司(下称“昆仑资本”)、上海未来聚变能源科技有限公司(下称“上海聚变”)、国家绿色发展基金股份有限公司 (下称“国绿基金”) 、 浙江浙能电力股份有限公司(下称“浙能电力”) 及四川重科聚变能源科技有限公司 (下称“四川聚变”)。

中国聚变能源公司股东结构图 数据来源:中国核电、浙能电力公告 

增资之后,中核集团依然为聚变公司的控股股东,持有公司50.35%的股份。这部分股权中,30.39%的股权是通过现金出资45.6亿元持有,另有19.96的股权是通过知识产权出资实现,其知识产权估值约30亿元。

中核集团旗下上市公司中国核电也为新公司的股东,出资10亿元,占股6.65%。

昆仑资本则是中石油旗下的产业资本运营平台,出资30.1亿元,在聚变公司中持有20%股份。这笔投资此前亦有募资征兆,6月17日,中石油旗下中油资本发布公告,中油资本与中国石油集团、中石油股份等比例增资昆仑资本,用于投资可控核聚变项目,合计增资32.75亿元。如今,这笔投资的去向随着聚变公司的成立,也得以明确。

中石油通过昆仑资本还投资了中国另一聚变国家队——聚变新能,该公司基于中科院等离子所的聚变研发积累,注册资金145亿元,昆仑资本在其中持股20%。

上海聚变则是上海国资背景,其投资方包括上海国资委、上海财政局、闵行国资委等不同背景的上海国资,此外,上海当地能源设备企业上海电气,以及上海能源企业申能集团也分别投资了上海聚变。

国家绿色发展基金于2020年7月15日在上海揭牌成立,是由财政部、生态环境部及上海市政府三方发起的国家级投资基金,其注册资本885亿元,出资方包括财政部、地方政府、金融机构和企业。在聚变公司中出资4.8亿元,持股3.19%。

浙能电力出资7.51亿元,持股5%。浙能电力是浙江地方能源国企浙江省能源集团控股的上市公司。浙江是中核集团重要的核电基地,拥有已投运的秦山核电、三门核电两大核电基地,浙能电力也是中核多个核电子公司的参股方之一,参股了秦山核电、核电秦山联营公司、秦山第三核电公司、三门核电公司以及中核辽宁公司。

四川聚变则是四川国资背景,两大投资方为成都重大产业化项目二期股权投资基金和成都武发科技创新投资公司,背后均为四川当地国资,成都市国资委和四川省财政厅是主要出资方。四川聚变投资聚变公司4.51亿元,持股3%。

中美聚变竞争提速

聚变受到关注,还与科技公司踊跃入局密不可分。随着人工智能技术的飞速发展,催生了算力对绿色能源的巨大需求,如何保障未来人工智能所需的电力,成为未来科技竞争的又一制高点。多家美国科技巨头和企业家个人,近年来都在小堆、聚变为代表的新兴核电技术中投入重金。

2025年2月,美国核聚变初创公司Helion Energy完成了F轮4.25亿美元融资,最新一轮融资的投资方包括软银愿景基金2期,其总融资超过10亿美元,估值超过54亿美元,是当前全球聚变融资热潮中最新的案例。人工智能公司OpenAI的创始人Sam Altman在2021年就投资了这家公司,Helion Energy还与微软签署了售电协议。

在美国,迄今融资最高的聚变公司是Commonwealth Fusion Systems(CFS),融资总额超过20亿美元,其中2021年的C轮融资一次募得了18亿美元,其投资者包括比尔·盖茨、索罗斯、谷歌母公司Alphabet等,CFS正在与麻省理工等离子体与聚变中心合作建设托卡马克装置SPARC,并计划建设下一代发电装置ARC。

TAE是另一家美国颇具代表性的初创公司,其总部位于美国加利福尼亚,成立于1998年。TAE采用氢硼作为聚变材料,反应装置为直线型场反位形(FRC)装置。2022年,TAE完成了2.5亿美元融资,融资总额达到12亿美元,这轮融资的投资方包括谷歌、雪佛龙、日本住友商事美国公司等。

根据聚变咨询机构Fusion Energy Base的统计,截至2025年7月14日,中美两国领跑聚变股权融资,美国聚变公司累计吸引了约62.8亿美元投资,中国公司累计吸引了约27.9亿美元投资,远超所有其他国家。

截至7月14日全球聚变股权融资统计 来源:Fusion Energy Base 

在中国国内,除两大国家队背景的公司,民营资本也开始涌入。

总部位于河北廊坊的能源企业新奥集团投入较早,自2017年开始筹集资金进入聚变,至2024年底已在聚变上投入了约40亿元。新奥选择了与主流的氘氚融合不同的氢硼融合聚变技术路线,采用球形环托卡马克装置,建设了研究装置玄龙-50U。目前,新奥正在筹划下一代装置和龙2号,预计投资达到60亿元。

近几年来,借助公共渠道融资的中国初创公司也开始进入聚变领域,其中代表公司包括星环聚能、能量奇点和瀚海聚能等。

星欢聚能总部位于西安,成立于2021年,核心成员毕业于清华大学工物系,清华大学拥有中国第一台球形托卡马克装置中国联合球形托卡马克(SUNIST)。2023年,星欢聚能与清华大学合作建成SUNIST-2号装置,目前正在建设负三角球形托卡马克装置NTST。公开信息显示,星环聚能目前完成了天使轮和Pre-A两轮融资,投资方包括红杉中国种子基金、顺为资本、水木清华校友基金、上海知识产权基金、中创科星等。

能量奇点总部位于上海,成立于2021年,建设有聚变装置洪荒70。在业界看来,能量奇点的技术重点在于聚变所用的高温超导材料,其装置的目的,也主要是验证超导材料技术。目前,能量奇点完成了天使轮和Pre-A两轮融资,投资方包括蔚来资本、红杉中国种子基金、蓝驰创投、游戏公司米哈游。

瀚海聚能总部位于四川成都,成立于2022年。瀚海聚能的技术路线与美国明星公司Helion Energy相同,为直线型场反位形聚变装置(FRC),目前,该装置的改建工程正在建设中。瀚海聚能目前完成了种子轮和天使轮两轮融资,投资方包括轻舟资本、厚实基金、华映资本等。

全球来看,聚变装置的投资也呈现出私营资本涌入的趋势。根据国际原子能机构(IAEA)聚变装置信息(FusDIS)的统计,目前全球共有168个聚变装置,其中102个投运,17个在建,49个处于规划之中。投运的102个装置里,91个为公共资金投资,11个为私营资金投资。在建的17个装置里,12个为公共资金投资,5个为私营资金投资。而规划的49个装置中,12个为公共资金投资,37个为私营资金投资。私营资金背景的装置比例大幅提升。

聚变发电何时能商用?

聚变产生能量的基本原理是爱因斯坦发现的质能方程,较轻的原子核融合成为较重的原子核,过程中的质量损失转化为巨大的能量。

要实现自持的聚变反应,必须同时满足三个严苛的物理条件:在极高温度(上亿摄氏度量级)、超高密度以及足够长的约束时间下维持燃料状态。在这种极端条件下,燃料会完全电离形成等离子体状态。等离子体有三个关键参数——温度(Temperature)、密度(Density)和约束时长(Confinement time),科学家将这三个参数的乘积定义为聚变三重积(Triple product),这是衡量聚变装置性能的核心指标。

当前各类聚变研究装置的核心攻关方向,就是通过持续的技术革新来提升这三项关键参数的综合指标,使聚变三重积逐步趋近于实现可控核聚变所需的阈值条件。

2025年以来,国内投入较早的三个聚变装置在提高装置参数方面都取得了关键技术进展。

1月20日,中科院等离子所EAST装置首次完成一亿摄氏度1000秒的“高质量燃烧”, 中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛表示,聚变反应达到千秒量级才能自我维持,跨越“亿度千秒”意味着人类率先在实验装置上模拟出未来聚变堆运行所需的环境。

3月28日,中核集团西物院环流3号首次实现原子核和电子温度都突破一亿摄氏度,原子核温度达到1.17亿度,电子温度达到1.6亿度,综合参数大幅提升。

核工业西南物理研究院聚变科学所党委书记李永革此前对《财经》介绍,可控核聚变研究可分为原理探索、规模试验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆六个阶段。离子温度要达到1亿摄氏度以上,才有发生聚变的可能性,环流三号实现“双亿度”之后,代表装置运行的综合参数大幅提升,标志着中国聚变研究挺进了燃烧实验阶段。

他还表示,近期国内核聚变研究捷报频传,以前一直说聚变是“再过50年”,现在这些成果出现,相信未来二三十年内受控核聚变技术有望取得突破,彻底解决能源问题,曙光就在眼前。

4月16日,新奥玄龙-50U装置实现等离子体电流达到100万安培(兆安),温度达到4000万摄氏度,这是全球首次实现兆安级氢硼等离子体放电。

新奥聚变首席科学家彭元凯对《财经》介绍,玄龙-50U不仅实现了百万安培,而且是高温度高参数的等离子体,这个突破对磁约束聚变领域的最直接的贡献就是验证了氢硼等离子体可以达到高参数,为后续的磁约束氢硼聚变实验奠定了很好开端。

彭元凯认为,聚变研发的历史困境是,基础科学突破缓慢、工程复杂度高、资金投入周期长。但当前进展已显著改变这一预期,技术进步加速,资本和政策推动,以及近期的阶段性突破,聚变研发正从“永远50年”进入“10年-20年”窗口期

全球来看,目前只有欧洲的JET装置、美国的TFTR装置曾分别实现过氘氚的聚变反应,日本JT-60U实现过氘氘聚变,全球大部分投运的聚变研究装置都是在提升等离子体的三乘积运行参数,研究其运行规律和约束手段,尚未实现真正的聚变反应。

对于聚变何时真正落地,各方愿景不同。综合先进国家的战略规划,以托卡马克装置为代表的主流磁约束聚变技术路线,在本世纪30年代至40年代建先后成实验堆、示范堆,本世纪50年代左右建成聚变商业发电站是大致路线图。

全球主要国家可控核聚变规划时间表 来源:华泰研究

初创公司的加入,正在努力缩短这一时间表。其中以美国Helion Energy公司最为典型,其目标是2028年实现聚变发电,并已经与微软签署了售电协议。

对此,有业内人士对《财经》分析表示,Helion是采用氘氦作为聚变材料,相比氘氚聚变是将能量转化为热再发电,它没有高能中子产出,反应产物是带电粒子,因此可以直接发电。但关键在于是否有能量增益,即反应放出的能量是否高于触发反应所需的能量。换言之,这一技术路线实现聚变反应后要发电并不难,难的是是否经济、是否可以商业化。

中国核电在公告中提示,可控核聚变技术目前仍处于发展阶段,技术突破需要长期研究和大量资金投入,结果具有不确定性;基于技术研发难度高,产业化进展周期长,投资聚变公司短期内实现盈利的可能性较低,也存在商业化落地失败的风险。敬请广大投资者注意投资风险。

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