转自：企业观察报

中国距离改变世界能源格局又迈进一步。

据中核集团发布消息，近日，中核集团核工业西南物理研究院再次创下我国聚变装置运行新纪录——新一代人造太阳“中国环流三号”实现百万安培亿度H模，即装置同时实现等离子体电流一百万安培、离子温度1亿度、高约束模式运行，综合参数聚变三乘积再创新高，达到10的20次方量级。这是我国在可控核聚变领域取得的又一次重大突破。

因具备燃料丰富、清洁、安全性高、能量密度大等突出特点，可控核聚变被视为将极大改变世界能源格局的颠覆性技术，进而成为美国、中国、印度和欧盟等在能源领域加速竞争的战略制高点。

2024年，国务院国资委、科技部、工业与信息化部等七部门联合发文，提出加强推进以核聚变为代表的未来能源关键核心技术攻关。

国务院国资委此前提出，到2025年，中央企业战略性新兴产业收入占比要达到35%；要加大对战略性新兴产业和未来产业的布局，特别是在类脑智能、量子信息、受控核聚变等方面要提前布局。

面对激烈的国际竞争，中核集团领军的央企“国家队”和地方国资正在集结进场，布局攻关核聚变技术，加速打造中国的“人造太阳”。

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全球竞赛改变世界能源格局

可控核聚变也被称为“人造太阳”，是指通过人为控制条件，使轻原子核通过碰撞反应结合成较重原子核，并在此过程中折损质量、释放能量的过程。当核聚变综合参数聚变三乘积大幅跃升时，即可进入燃烧阶段，这意味着反应如同真正的太阳一般，其产生的能量能够维持自身持续进行，不再依赖外部输入的能量来维持高温、高密度等反应条件。

一直以来，全球能源供需不匹配问题严重影响世界经济。当前化石能源仍占主体地位，中东产油国成为全球能源的主要供给方，中国和欧洲等地成为能源需求方。然而，随着地缘关系变数丛生，国际能源供应链时常面临动荡和挑战。为了解决这一问题，清洁能源、新型能源技术成为理论界和产业界的焦点议题。

可控核聚变原料为氚和氘，1升海水可提取0.035克氘，聚变释放能量相当于燃烧300升汽油，全球海水氘的储存量可供人类使用上百亿年，远超化石能源。因具有燃料丰富、清洁、安全性高、能量密度大等突出优点，可控核聚变被视为颠覆性能源技术，一旦实现应用突破，将极大改变世界能源格局。可控核聚变也成为目前世界各国在能源领域加速竞争的战略制高点。

2022年初，欧洲联合环状反应堆中产生了能量输出为59兆焦耳的稳定等离子体，这是1997年以来的首次氘氚核聚变实验。

2023年，美国完成了四次可控核聚变点火实验，实现了实验净能量增益；2024年，IE (Interesting Engineering)发布文章介绍了美国DIII-D国家核聚变设施取得重要进展，突破20万次等离子体脉冲。

今年4月，国际热核聚变实验堆（ITER）组织对外宣布，已经完成世界上最大、最强脉冲超导电磁体系统的建造，该系统是人造太阳的“电磁心脏”。

ITER是推动可控核聚变发展的关键项目，也是全球规模最大的国际科研合作项目之一，涉及美国、欧盟、中国、印度等7个国家和地区，全球顶尖科研力量共同打造了人造太阳托卡马克核聚变实验装置。据了解，ITER全面运行时，只需要输入加热功率50兆瓦便可以获得10倍能量增益，这充分验证了可控核聚变的应用前景。

“目前，中国已掌握了可控核聚变的核心技术，并在全球竞争中处于领先位置。”中核集团聚变领域首席科学家段旭如说。

早在2006年，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所便已自主设计研制出了具有完全知识产权的世界首个全超导非圆截面托卡马克装置——EAST（东方超环）。

在ITER装置中，中国承担了近10%的采购包任务，大部分采购部件已实现国产化。2024年，中核集团所属核工业西南物理研究院研制出了增强热负荷第一壁，第一壁将承受1亿度高温等离子体，是最关键的堆芯部件。

“中国企业首次制造了第一壁，标志着我国已经领跑该项核心科技。”段旭如说。

值得关注的是，美国总统特朗普近日签署了一系列有关核能的行政命令。有白宫高级官员表示，美国政府希望在2029年1月，即特朗普第二任期结束前“测试和部署”新的核反应堆。

据此，业内判断，2030年前后，可控核聚变的商业化时期将要到来。

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央企集结打造中国“人造太阳”

面对激烈的国际竞争，中核集团领军的央企“国家队”和地方国资正在集结进场，加速布局打造中国的“人造太阳”。

实现聚变能源应用，是我国核能发展“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略的最终目标。中核集团所属核工业西南物理研究院是我国最早致力于可控核聚变和等离子体物理研究的专业科研院所，也是中国核能“三步走”发展战略中聚变堆研发的核心单位，其自主设计、建造和运行的核聚变托卡马克装置“中国环流三号”，被称为新一代“人造太阳”。

该装置于2020年建成后，多次刷新我国可控核聚变装置运行新纪录，并取得了一系列国际领先成果：2022年10月，首次实现100万安培等离子体电流，标志着我国核聚变研发面向聚变点火迈进重要一步；2024年6月，在国际上首次实现了一种先进磁场结构，对提升核聚变装置的控制运行能力具有重要意义；2025年3月，首次实现离子温度1.17亿摄氏度，电子温度1.6亿摄氏度的“双亿摄氏度”重大突破，正式挺进燃烧实验阶段。

可控核聚变技术极为复杂，涉及超导材料、真空设备、等离子体控制等多个高精尖领域，依靠单个科研机构或企业难以突破系统性难题。

为此，中核集团组建了可控核聚变联合创新体，截至2024年12月，联合创新体成员单位已发展至33家，涉及上游材料供应、制造研发和下游应用等环节，包括能源企业、装备制造企业、钢铁材料企业、科研机构和高校等。

目前，中核集团、国家电网、东方电气、中国石油等12家央企组成的“国家队”完成战略集结，共赴这场涉及超导材料、巨型电网、精密制造的可控核聚变科技会战。

此外，地方国资也在加速进场。2023年5月，安徽省、合肥市两级国资平台发起成立聚变新能公司，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所为安徽发展核聚变提供重要支撑。

今年5月1日，合肥正在建设的BEST（紧凑型聚变能实验装置项目）启动了工程总装，该项目将在EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）的基础上进一步提升核聚变能源的经济性和可行性，并首次演示聚变能发电，该项目将于2027年完工，有望成为世界首个紧凑型聚变能实验装置，推动聚变能从实验室走向工程化。

2024年11月，上海国资平台发起成立上海聚变能源公司，上海国资体系中，上海电气集团已形成从核岛设备到常规岛设备以及大型铸锻件等的完整核能装备制造产业链，在核聚变领域的产品覆盖了核聚变装置的各个核心部分，包括超导线圈、真空容器、电源系统等。

段旭如表示，我国可控核聚变能应用预计将在2045年左右进入示范阶段，有望在2050年前后实现商业化发电。

资本市场上，近期，中国核电、上海电气、中国能建、浙能电力、东方电气、西部超导、厦门钨业、中国核建、联创光电、久立特材、纽威股份等涉足可控核聚变领域的上市公司，频繁受到“耐心资本”加持。

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超导材料或将率先爆发

产业链布局上，目前，国内可控核聚变产业链上游主要为原材料生产企业，如提供低温超导材料的西部超导，提供高温超导材料的上海超导，提供钨基材料的东方钽业，以及提供真空室材料、偏滤器材料的多家企业。

产业链中游为设备厂商，如提供磁体配件的西部超导，提供偏滤器和第一壁的国光电气、安泰科技、东方钽业。

产业链下游为应用厂商，如负责核电站建设运营的中国核电、中广核，以及多家科研院所，如中国科学院等离子体物理研究所、中核集团西南物理研究院。

业界认为，尽管中国“人造太阳”已实现1.2亿摄氏度等离子体运行101秒的突破，但距离商用仍面临持续稳定运行、材料耐受极限、经济性优化三大挑战。央企的联合攻关，正从多维度寻求破局，例如中核集团研发的“抗中子辐照钢”可将材料寿命提升至商用标准，人工智能技术的引入，可让等离子体控制精度达到毫秒级响应。

方正证券等机构认为，在可控核聚变产业链中，上游高温超导材料将得到大量应用。超导材料具有独特的绝对零电阻、完全抗磁性、磁通量子化等物理特性，这些特性决定其将广泛应用于电磁领域。

中信证券预测，2030年—2035年，全球核聚变装置市场规模有望达2.26万亿元，超导材料、真空室部件等细分领域将率先爆发。

超导材料方面，国资央企队伍中，西部超导近日向外界透露，西部超导是我国唯一承担ITER项目超导线材生产任务的单位。公司2024年年报显示，其超导线材完成了国内核聚变CRAFT项目（聚变堆主机关键系统综合研究设施）用超导线材的交付任务，并开始为BEST聚变项目（紧凑型聚变能实验装置）批量供货，产品性能稳定。

中国有色持续开展超导材料产业布局，打造了全球最大超导铌材研发制造基地，中国有色所属宁夏东方钽业股份有限公司（简称：东方钽业）持续深耕超导铌材制备技术，突破高纯度铌锭提纯、超导级铌加工材精密成型等“卡脖子”环节，建成国际领先的超导材料产业化基地。

近期，东方钽业对外透露，公司生产的辐照监督管用高纯铌箔已成功应用于核电领域，实现了国内零的突破。

上海科创集团参股的新材料企业——上海超导科技股份有限公司（简称：上海超导），正在研制世界上首个利用高温超导技术的核聚变装置，公司研发的第二代高温超导带材，凭借更高的临界温度和优越的电流传输能力，被广泛应用于可控核聚变、超导电力、高场磁体等前沿科技领域。

据了解，上海超导已实现每年1000km以上的产能，是全球能够大规模稳定量产的企业之一；上海超导也是目前全球唯一一家在第二代高温超导领域实现快速扩产并成功的企业。

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