中国的聚变攻势:太阳能竞赛——这个巨大的中国磁体有望解决我们的能源问题
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在 Google 上更倾向于选择 Xpert.Digital。ⓘ发布日期:2026年8月10日 / 更新日期:2026年8月10日 – 作者: Konrad Wolfenstein
2030年实现无限能源?中国如何凭借数十亿美元的国家投入赢得全球聚变竞赛?
欧洲数十亿美元的灾难:ITER项目为何失败,而中国现在正在接手。
能源领域的圣杯:中国的一项技术突破震惊西方研究人员
几十年来,核聚变一直被视为清洁能源生产的“圣杯”,但同样长久以来,它似乎遥不可及,深陷于技术难题和屡屡落空的恶性循环之中。然而,当位于法国南部的西方旗舰项目ITER日益陷入混乱、延误和成本超支的泥潭时,中国却以前所未有的速度将现实转化为现实。随着其自主研发的核聚变试验堆CFETR巨型超导磁体的建成,北京不仅巩固了其在全球技术领域的领先地位,也展现了其国家资本主义的强大力量。在巨额投资和严密的产业政策的推动下,中国正在迅速构建未来的能源。到2030年实现首千瓦时聚变发电的宏伟目标真的现实吗?还是说,商业核聚变终将只是一个遥不可及的乌托邦?本文将深入探讨这场亚洲数十亿美元的核聚变技术竞赛,这项技术有可能在未来几十年彻底改变地缘政治格局。.
西方还在争论不休的时候,北京已经开始建设了。
一块重达582吨、由超导线材制成的巨型磁体,经低温冷却至仅略高于绝对零度,标志着一项技术转折点的到来,其意义远超物理学范畴。中国科学院合肥等离子体物理研究所宣布,这块巨型磁体已完成制造,它将成为中国CFETR聚变反应堆的核心部件。这一目标雄心勃勃,同时对于一个七十年来一直被认为距离市场化应用还有二十年之久的研究领域而言,又显得异常具体:到2030年,该反应堆预计将输出首千瓦时的聚变电力。凭借这一成果,中国不仅将自身定位为法国南部国际热核聚变实验堆(ITER)项目的技术挑战者,更将自己定位为全球竞赛中的独立领跑者,这场竞赛的结果将在未来几十年对能源供应、工业竞争力以及地缘政治力量平衡产生重大影响。.
磁铁作为国家工程实力的象征
最新的技术进步具体体现在今年6月通过了全部参数测试的两块超导磁体上。尤其值得注意的是,这些磁体不仅尺寸巨大,而且从原材料、结构设计到制造设备和工艺技术,全部都是100%国产化。短短六年间,中国工程师就成功建立了完整的超导材料供应链,将关键超导材料的成本从每米400元降至每米100元,降幅高达75%。成本的降低并非微不足道,而是聚变技术经济可行性的关键所在,因为超导磁体是整个反应堆系统中成本最高、技术要求最高的部件之一。.
CFETR的磁系统由16个环形磁场线圈和中心螺线管线圈组成,其中最重的单个部件重量从350吨增加到580吨,从而显著提高了反应堆的能量输出。这些线圈由铌钛和铌锡超导体组合而成,根据其在反应堆内的位置,可以产生高达14.5特斯拉的不同磁场强度。这些磁体发挥着一项至关重要的物理功能:它们使温度超过1亿摄氏度的等离子体保持悬浮状态,且无需与磁体直接接触,因为目前已知没有任何材料能够承受与如此高温物质的直接接触。.
为什么合并比拆分更好
核聚变的基本物理原理与传统的核能不同,后者基于铀等重原子核的裂变。在聚变过程中,轻氢同位素,即氘和氚,聚变生成氦,释放出的能量是同等规模裂变反应的数倍。其决定性的战略优势在于燃料的可获得性:氘几乎可以从海水中无限量提取,这使得聚变能源有可能摆脱对地缘政治集中的原材料矿藏(例如铀、石油,甚至电池所需的锂)的依赖。.
聚变对环境的影响通常被认为几乎完美无瑕,因为该反应本身不产生温室气体,也不会像核裂变那样产生长寿命放射性废物。此外,由于物理原因,反应堆不会发生传统意义上的熔毁,因为等离子体约束的破坏会立即终止反应。如果聚变能取得商业突破,它将实现科学家们自20世纪50年代以来一直称之为能源生产圣杯的承诺:一种几乎取之不尽、用之不竭的清洁能源,造福全人类。弗劳恩霍夫研究所还强调,与受天气影响的可再生能源不同,聚变电站能够提供基础负荷电力,因此可以成为稳定电网的重要补充,尤其是在与光伏和风能结合,通过制氢实现跨部门耦合的情况下。.
怀疑论者的幻灭
然而,这种技术乐观主义却被一种冷静的科学视角所抵消,而这种视角在公共讨论中往往被忽视。德国经济研究所(DIW)在一项综合研究中指出,自20世纪50年代以来,无论何时做出预测,聚变能源商业化应用的预计时间始终保持在20至40年之间。因此,研究人员讽刺地将其称为“聚变常数”,因为尽管技术进步是实实在在的,但市场成熟度却不断被推迟。从能源经济学的角度来看,核聚变如今距离商业化应用仍然遥遥无期,正如该研究的作者明确指出的那样,这正是它对当前能源转型而言仍然无关紧要的原因。.
即使是最乐观的设想也认为,最早也要到本世纪下半叶才能建成可商用的聚变电站,这意味着这项技术出现得太晚,无法在2045年或2050年实现气候目标。这一评估显著抑制了媒体对个别技术里程碑的过度渲染,但并未否定这些里程碑的意义,因为该研究的作者也强调,即使聚变研究无法立即解决气候危机,它仍然可以成为一项明智的长期创新政策。对于当前的经济分析而言,这使得真正的技术突破与此类新闻经常引发的资本市场投机预期之间产生了重要区别。.
这场价值十亿美元的未来能源博弈
尽管存在这种质疑,但流入全球聚变产业的资金却比以往任何时候都多。聚变产业协会报告称,去年仅私营部门的投资额就达到了创纪录的44.8亿美元,比上一年增长了69%。自2021年开始进行年度调查以来,私营聚变公司累计融资超过142亿美元。Commonwealth Fusion Systems、Pacific Fusion、TAE Technologies、Helion Energy和SHINE等公司的融资额均已超过10亿美元。.
中国的融资模式与西方以风险投资为主导的模式截然不同。据欧洲并购机构Fusion for Energy的分析,在全球约130亿欧元的私人并购投资中,约53%来自美国(共有42家注册公司),而中国仅有8家公司,却已占据全球融资的34%。这种高效的模式,由少数几家拥有强大国家支持的龙头企业主导,与美国分散的初创企业格局形成鲜明对比。相比之下,欧盟仅占全球私人并购投资的约5%,其中德国以6.05亿欧元位居欧盟之首。.
以下概述展示了全球私人并购投资按地区划分的分布情况:
| 地区 | 全球私人投资份额 | 公司数量 | 投资额 |
|---|---|---|---|
| 美国 | 53% | 42 | 约69亿欧元 |
| 中国 | 34% | 8 | 约44亿欧元 |
| 欧洲联盟 | 约5% | 8 | 7.12亿欧元 |
| 英国 | 单独显示 | 一些 | 4.17亿欧元 |
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这项技术进步的核心在于彻底摒弃了沿用数十年的传统夹具安装方式。这种全新的、更省时省力的安装系统采用了一种截然不同、更加智能的设计理念。它不再将组件固定在特定点上,而是将其插入一条连续的、特殊形状的支撑导轨中,并牢固地固定到位。这种设计确保所有力——无论是积雪产生的静载荷还是风力产生的动载荷——都能均匀地分布在组件框架的整个长度上。.
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核聚变竞赛:为什么中国的核体系超越了西方的官僚体系?
国家资本主义作为一种加速器
中国战略之所以卓有成效,在于其将国家产业政策、国有能源企业和私人风险投资紧密结合。去年夏天,中国在上海成立了中国聚变能源有限公司,初始资本相当于16亿美元。包括中国石油、中国核工业集团公司、国有投资基金和区域能源供应商在内的主要参与者均参与其中。仅中国核工业集团公司就出资超过40亿元人民币,使其持股比例超过50%。这种结构将研发和融资整合于同一机构,从而能够快速将实验性反应堆转化为示范电站,最终建成商业化核电站。.
据中国市场观察人士估算,国家国资委已正式将核聚变列入2025年十大战略性未来产业,并计划到2030年投资超过3000亿元人民币,平均每年超过600亿元人民币。中国媒体报道显示,比尔·盖茨本人也对中国在热核聚变领域的投资额超过全球其他地区总和感到惊讶。业内专家预计,2025年至2027年期间,中国仅在聚变项目上的投资总额就将接近600亿元人民币,投资范围涵盖特种材料、核设备和项目服务等领域。仅今年上半年,中国核聚变领域一级市场融资额就高达72.68亿元人民币,较去年同期增长233倍,涉及28轮融资,近30家初创企业。.
北京也在通过监管强化这些雄心壮志:今年3月发布的“十五”规划明确将氢能和核聚变能源列为未来重点产业,与量子技术、生物制造和第六代移动通信并驾齐驱。此外,为促进聚变能源发展奠定法律基础的《国家原子能法》于今年1月15日首次生效。同时,国家设立了200亿元的聚变产业基金,上海市未来产业基金的规模也扩大至150亿元。.
ITER 是一个值得警惕的反例
与位于法国南部的国际旗舰项目ITER相比,ITER的处境可谓天壤之别,这也恰恰是理解中国新闻报道引发媒体关注的关键所在。ITER是欧盟、美国、俄罗斯、中国、印度、日本和韩国的联合项目,原计划于2016年完工,耗资约110亿美元。然而,自那时起,该项目因一系列管理失误、交付错误和国际协调问题而一再延期。例如,一家印度供应商错误地使用了错误的保护喷涂剂处理数公里长的冷却管道,导致管道出现细微裂纹;此外,反应堆压力容器中重达数吨的钢制部件边缘的对齐精度也未能达到毫米级,导致自2022年以来组装工作被迫暂停。.
2024年7月,ITER总干事皮耶特罗·巴拉巴什不得不公布一份大幅修改后的时间表:首次等离子体产生预计最早也要到2034年,比2016年的最新计划晚了9年;达到满功率加热预计在2036年;而实际的氘氚聚变实验最早也要到2039年,比原计划晚了4年。此次延误预计将额外耗资50亿欧元,使项目总成本从2006年项目启动时的约50亿欧元飙升至约250亿欧元。除了技术问题外,相关人员还指出,法国核安全局(ASN)的监管担忧也是造成延误的原因之一。ASN担心未来工作人员的辐射防护,并在2022年一度全面叫停了该项目的建设。.
ITER项目长期以来的延误历史解释了为何中国磁体的消息在西方媒体和金融市场如此引人关注。二十年来,由民主国家和威权国家组成的国际联盟一直在与官僚主义和技术故障作斗争,而中国凭借其集中、组织严密的国家计划,展现出的速度显然被许多西方观察家低估了。其真正的竞争优势不在于卓越的物理学,而在于卓越的项目管理、快速的决策流程以及无需冗长的国际协调程序即可做出数十亿美元投资决策的能力。.
从实验室里程碑到电厂现实
尽管人们对技术进步充满热情,但经济分析不应掩盖工程里程碑的成功与真正运行且经济可行的核电站之间的区别。CFETR 本身最初被设计为试验反应堆,旨在验证其技术可行性,之后才能发展成为商业示范电站。中方公布的路线图设想于 2027 年启动点火试验,目标是在 2030 年前具备设计完整实验反应堆的能力。首个实验反应堆预计要到 2035 年才能建成,而首个商业示范反应堆则要到 2045 年左右才能开工建设。中国聚变产业的其他消息人士也公开承认,从设施建设到实际并网发电,再到正式商业运营,很可能需要十多年的时间。.
中国行业专家的这种自我评估与西方更为怀疑的观点基本一致,尽管其语气自然更为乐观。据德邦证券计算,到2050年,中国核聚变反应堆市场规模累计可能达到5.2万亿元人民币——这是一个庞大的数字,但很大程度上是基于市场投机性的发展预测,因为目前全球尚无任何一座商业聚变反应堆并入电网。根据国际原子能机构的数据,截至2024年,全球已建成或计划建设的168座聚变设施中,实际运行的仅有102座,而且这些设施仅限于研究和测试,并非真正意义上的发电厂。.
这场竞赛对投资者和经济意味着什么
对于投资者和企业而言,这种复杂的形势呈现出一幅微妙的图景,既不能盲目乐观,也不能一概否定。短期来看,即使距离核聚变电站建成投产还有数十年之久,上游供应链上的具体经济机遇也已开始涌现,例如高温超导体、特种磁性元件、真空技术和精密制造等领域。中国市场分析师估计,到2028年,仅高温超导磁体领域的投资就可能超过1000亿元人民币,这将使磁体市场规模扩大至近300亿元人民币,超导带材市场规模扩大至超过100亿元人民币。无论实际的核聚变电站何时并网,相关行业(如特种金属、低温技术和电气工程)的上市公司都已从不断增长的需求中获益。.
然而,从长远来看,核聚变技术自20世纪50年代以来一直如此:它是一项潜力巨大但商业化成熟时间同样充满不确定性的技术。根据当前的科学共识,核聚变对短期能源转型和本世纪中叶实现气候目标并无显著贡献,但它确实有助于那些持续投资于该技术的国家实现长期的技术自主和产业领先地位。中国巧妙地将这项技术既作为一项切实的研发投资,又作为展示其技术优势的地缘政治信号,而西方国家则由于官僚效率低下和资金结构分散而不断落后。那些关注中国资本市场动态的人可以从中发现具体的投资机会,但必须始终区分短期供应业务和长期投机性电厂项目。.
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