中国推进聚变能源商业化
摘要
中国提出到2050年实现聚变能源商业化利用，并依托环流3号、拟建环流4号及高场磁体研发推进工程示范。环流3号已实现离子和电子“双亿度”运行，计划2027年开展氘氚燃烧等离子体实验。中方同时倡议建立全球聚变供应链共享计划，通过统一标准、联合采购、风险共担和技术合作突破工程瓶颈。
中国计划到2050年实现聚变能源商业化利用，以及国际合作可带来的益处，已在第70届IAEA General Conference期间举行的“Fusion for the Future: Engineering the Key Pathway to Realising Fusion Energy”边会上得到阐述。
此次活动由中核集团（CNNC）旗下的China Fusion Energy Co主办。活动首先举行了合作协议签署仪式，分别与多国参与的ITER聚变项目签署合作协议，以及由中国的Southwestern Institute of Physics与Thailand Institute of Nuclear Technology签署合作协议。
China Fusion Energy Co成立于2025年，负责管理成立于1965年的Southwestern Institute of Physics（SWIP）。该研究所是中国最早专门从事受控核聚变能源开发和聚变等离子体物理研究的专业研究机构。
该研究所已研制出20多套采用不同磁场位形的聚变研究装置，“在国家核能发展‘三步走’战略框架下，作为国家队和聚变反应堆研发的核心力量发挥作用”。研究所在两个城市设有三个园区，分别位于四川省（Sichuan）成都市（Chengdu）和上海市（Shanghai）。
在维也纳（Vienna）举行的活动还介绍称，中国规模最大、参数最高的托卡马克装置HL-3自2020年以来实现了“持续突破”，并于2025年实现了“离子和电子双亿度”运行，其中离子温度达到1.2亿摄氏度，电子温度达到1.6亿摄氏度。
HL-3自2023年起成为ITER卫星装置，并于2024年向国际合作开放。此后，围绕高比压等离子体、先进偏滤器物理和破裂物理，已有80多名国际科学家参与，收到260多项提案，并发表100多篇论文。
（图片：WNN拍摄的演示文稿中图片）
活动介绍的关键进展包括：“两套120 keV正离子源中性束加热系统已成功研制，目前正在HL-3实验中运行；每条束线的最大功率为7 MW，为中国最高水平，拥有自主知识产权，并达到国际先进水平；聚变装置控制系统CODIS已应用于多个聚变装置；已开发出数据驱动的高保真磁位形演化模拟机，并实现了在400 ms内由AI接管等离子体控制。”
SWIP发布的首批核聚变ISO标准包括：2023年发布的“高温承压部件热氦检漏方法”标准，以及上月发布的“超声速分子束注入加料技术”标准。
Southwestern Institute of Physics表示，该研究所已与30个国家签署国际合作协议。活动还介绍称，成立于2023年的Controllable Nuclear Fusion Innovation Consortium目前已有60个成员，其中包括来自泰国和哈萨克斯坦的代表。
该联盟的目标是“聚变能源工程化和商业化”。进展通报内容包括Shanghai Fusion Science Research Centre的建设情况：该中心已完成147160平方米土地的征收工作，建设工程已经启动，计划于2030年完工。
拟议中的HL-4装置将落户Shanghai Fusion Science Research Centre（图片：WNN拍摄的演示文稿中照片）
（图片：WNN拍摄的演示文稿中图片）
Tianfu Fusion Technology R&D Centre Phase II也已完成土地征收，计划于2030年完工。
China Fusion Energy Co还牵头成立了HTS Magnet Technology Innovation Consortium，“首条25 T JTS高场磁体研制与试验线计划于2028年建成，原型磁体研制工作将于2030年完成”。
活动介绍称，HL-3正在进行大规模设施升级，并计划于2027年开展氘氚燃烧等离子体物理实验。据称，建设工作已进入最后阶段，关键设备正在安装，新的等离子体控制中心已具备使用条件。
与会者还获悉，可与HL-3团队开展四种合作，分别是联合实验、联合项目、技术验证以及培训和研讨会。
在全球合作方面，会议指出，核聚变“已从基础研究阶段发展到工程示范和商业化前期阶段”。然而，尽管其科学可行性已得到验证，“工程瓶颈仍是关键挑战”，而且“现有国际机制主要关注研发，缺乏专门用于聚变工程创新、产业合作和标准制定的框架”。
“工程链条中的缺口会将成本和风险传递至下游，因此需要开展系统性工程合作。面对前所未有的工程挑战，只有汇聚全球智慧和力量，才能加快实现突破。该倡议旨在打破壁垒，促进共建共享，推动聚变能源尽早实现商业化。”
会上提议建立Global Fusion Supply Chain Sharing Programme。该计划“旨在突破瓶颈、降低成本并加速产业化，推动联合采购、统一标准、风险共担和技术合作，并构建安全、高效、可持续的产业生态系统”。
相关任务包括为聚变工程创建一种“通用工程语言”，并汇聚“全球顶尖聚变专家，共同建立科学、严谨的行业标准体系”。
全球研究机构和企业获邀参与，并收到这样的倡议：“我们能够共同构建一个开放、协作的生态系统，为人类未来提供清洁、可持续的能源。”