中国可控核聚变

引言

2025 年 1 月 20 日，中国 "人造太阳"—— 全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在安徽合肥创造了新的世界纪录，首次实现 1 亿摄氏度 1066 秒 "高质量燃烧"，这一里程碑式的突破标志着中国聚变能源研究实现了从基础科学向工程实践的重大跨越。与此同时，中国环流三号（HL-3）在 2025 年 3 月首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的 "双亿度" 参数突破，综合参数聚变三乘积达到 10^20 量级，使中国聚变研究快速挺进燃烧实验阶段。

作为世界上人口最多、能源消费第一大国，中国正以前所未有的决心和力度推进核聚变技术研发与产业化进程。从 1965 年在四川乐山建立首个核聚变研究基地至今，中国核聚变研究走过了 60 年的风雨历程。特别是进入 "十五五" 规划期，核聚变被首次明确列为 "国家重大科技专项" 和 "新的经济增长点"，国家能源局明确 "十五五" 初期将投入不低于 500 亿元的专项研发资金，这一数字相比 "十四五" 期间实现了量级上的跨越。

一、中国核聚变技术

1.1 技术路线选择：托卡马克为主，多路径并行

中国在核聚变技术路线选择上采取了"托卡马克为主、多路径并行" 的战略布局。目前全球主流的受控核聚变技术路线主要有三种：托卡马克（Tokamak）磁约束、惯性约束（Inertial Confinement Fusion, ICF）和仿星器（Stellarator）磁约束。中国在重点发展托卡马克路线的同时，也在惯性约束聚变等其他技术路径上进行探索。

在托卡马克技术路线方面，中国已建立起完整的研发体系。托卡马克通过等离子体电流和外部磁体线圈产生的螺旋磁场约束聚变燃料离子，被认为有望率先实现聚变能源的应用，也是目前全球研发投入最大、最接近核聚变点火条件、技术发展最成熟的途径。中国的托卡马克装置包括常规托卡马克和球形托卡马克两大类，其中中国环流三号（HL-3）是目前国内规模最大、参数最高的磁约束核聚变装置，装置总高 8.39 米，直径 8 米，等离子体离子温度可达 1.5 亿摄氏度。

惯性约束聚变方面，中国通过 "神光" 系列激光装置开展研究。激光惯性约束核聚变采用激光作为驱动器压缩氘氚燃料靶丸，在高密度燃料等离子体的惯性约束时间内实现核聚变点火燃烧。其原理是将一颗直径仅几毫米的燃料靶丸（内含氘氚冰层）置于真空腔中心，然后从四面八方同时发射高能激光束，在极短时间内（纳秒级）将其外层剧烈烧蚀，使靶丸在自身惯性约束下发生聚变反应。中国的 "神光" 系列装置是这一技术路线的核心平台，目前已发展到神光 Ⅲ 主机装置，跃升至万焦二级，并集成第九路拍瓦激光系统，实现飞秒、皮秒、纳秒多尺度实验并行。

仿星器路线在中国也有布局。仿星器通过非对称三维线圈结构直接构建封闭磁面，无需依赖等离子体电流即可实现稳态约束，从根本上规避了托卡马克中的电流驱动与破裂风险问题。不过，在技术路线多元化探索方面，中国的资源投入与政策支持明显向托卡马克倾斜，这反映了国家对技术成熟度和商业化前景的理性判断。

1.2 核心装置技术参数与运行成果

中国核聚变装置的技术参数和运行成果代表了当前国际最前沿水平。EAST 装置作为世界上第一个全超导非圆截面托卡马克装置，自 2006 年运行以来持续创造等离子体运行的世界纪录。2025 年 1 月 20 日，EAST 成功实现 1 亿摄氏度 1066 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，这一成就不仅创造了新的世界纪录，更重要的是在高约束模等离子体控制方面取得重大进展。

EAST 装置的技术突破体现在多个方面。该装置采用自主研发的高温超导材料，在-196 摄氏度液氮温区即可稳定工作，搭配 AI 实时控场系统，能够提前 300 毫秒预警不稳定性。其全超导磁体系统产生的磁场强度高达 10 万倍地磁场，使得等离子体能够被稳定锁定。磁位形控制技术使等离子体稳定性提升了 40%，为千秒级运行奠定了基础。

中国环流三号（HL-3）在 2025 年取得了突破性进展。2025 年 3 月 28 日，HL-3 首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的 "双亿度" 参数突破，这是国内首次实现双温突破，使中国聚变研究正式跨入燃烧实验阶段。2025 年 5 月，HL-3 进一步实现了百万安培亿度 H 模，即装置同时实现等离子体电流 100 万安培、离子温度 1 亿度的高约束模式运行，综合参数聚变三乘积再创新高，达到 10^20 次方量级。

衡量核聚变装置及核聚变研究水平的关键指标是"聚变三乘积"，即等离子体离子的温度、密度和能量约束时间的乘积。据计算，实现可观的氘氚聚变等离子体至少要达到聚变点火条件，即三乘积大于 3×10^21 千电子伏特・秒 / 立方米。中国环流三号的三乘积达到 10^20 量级，虽然距离点火条件还有一个数量级的差距，但已经大幅接近聚变反应自给自足的临界值。

1.3 技术原理与创新突破

中国核聚变技术的创新突破主要体现在等离子体控制技术、超导磁体技术和材料科学三个核心领域。

在等离子体控制技术方面，中国科学家在 2025 年取得了重要理论突破。2026 年 1 月 2 日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所宣布，EAST 实验证实了托卡马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，为磁约束核聚变装置高密度运行提供了重要的物理依据。这一发现对于提高聚变反应效率具有重要意义，因为更高的等离子体密度意味着更多的聚变反应发生。

在超导磁体技术方面，中国实现了重大技术跨越。2025 年 1 月 12 日，能量奇点宣布自主研制的纯导冷结构高温超导磁体成功励磁至 20.8 特斯拉，经 150 分钟稳定运行后安全退磁。这一成就标志着中国在高温超导磁体技术方面达到了国际领先水平。超导磁体是托卡马克装置的核心部件，其性能直接决定了装置的等离子体约束能力和运行效率。中国聚变坚定不移走高温超导路线，核心目标是实现 20 特斯拉以上大型磁体工程应用，健全研发与供应链条，实现全链条可控以降低成本。

在材料科学方面，中国在面对等离子体材料（PFM）领域取得了突破性进展。2025 年 10 月 13 日，中国聚变堆主机关键系统综合研究设施 "夸父"（CRAFT）自主研制的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件通过验收，其稳态热负荷能力达 20 兆瓦 / 平方米，靶板精度误差小于 1 毫米。偏滤器被视为聚变堆的 "盾牌"，直接决定装置寿命与运行效率，此次突破标志着中国在聚变堆核心部件领域实现自主可控。

中国还在人工智能与核聚变融合方面走在世界前列。中核集团核工业西南物理研究院将破裂预测、平衡反演代理模型、边缘局域模实时识别与控制等人工智能模块应用于核聚变装置的控制运行，有效解决了部分控制问题。国际上，2019 年哈佛大学与普林斯顿等离子体物理实验室的研究团队使用在美国运行的 DIII-D 托卡马克装置上训练出的深度神经网络模型，以超过 90% 的正确率预警了 JET 装置的破裂事件。这些进展表明，AI 技术正在成为提升聚变装置运行效率和安全性的重要手段。

1.4 国际技术对比与中国地位

中国核聚变技术在全球竞争格局中已经实现了从跟跑到并跑、甚至在某些领域领跑的历史性转变。根据世界 5A 级核聚变强国排名，中国位居第一。这一地位的确立基于中国在多个关键技术指标上的领先优势。

在等离子体运行参数方面，中国已经创造了多项世界纪录。EAST 实现的 1 亿摄氏度 1066 秒稳态运行远超韩国此前达到 1 亿摄氏度仅维持 30 秒的纪录，也超过了美国装置几百秒的高效运行时间。中国环流三号的 "双亿度" 指标更是站在全球第一梯队，不少指标已经是世界第一。

在装置建设能力方面，中国展现出强大的工程实力。BEST 装置作为全球首个紧凑型聚变能实验装置，计划 2027 年底建成，并将在全球范围内首次实现聚变能发电演示。这一计划较国际热核聚变实验堆（ITER）的规划提前超十年，充分体现了中国在聚变装置设计和建造方面的技术优势。

在国际合作与标准制定方面，中国的话语权和影响力不断增强。作为 ITER 计划的七方参与国之一，中国高质量实施了所承担的 18 个关键部件和系统的设计制造，以及核心设备的安装任务。中国还发布了聚变能领域首个国际标准 —— 聚变堆热氦检漏技术，标志着中国在聚变领域标准制定中赢得了话语权。

然而，中国核聚变技术发展也面临一些挑战。在某些关键技术领域，如氚自持包层技术、聚变堆材料的长期辐照性能等方面，与国际先进水平仍有一定差距。此外，在商业化路径探索方面，美国等西方国家的私营企业在一些前沿技术路线上表现活跃，中国在这方面的创新活力还有待进一步激发。

二、中国核聚变发展历史脉络：从无到有的六十年征程

2.1 起步阶段（1960-1980 年代）：筚路蓝缕的创业历程

中国核聚变研究起步于 20 世纪 60 年代，与世界几乎同步。1965 年，随着国家 "三线" 建设的推进，中国第四个五年计划一号工程（451 工程）项目落户四川乐山。在乐山肖坝的一座山坳里，中国最早从事受控核聚变科学研究的大型专业研究所 —— 西南 585 所（核工业西南物理研究院的前身）开始秘密投入建设。这标志着中国核聚变研究正式拉开序幕。

1969 年底，年过半百的李正武院士和同事们来到四川乐山原二机部 585 所，开启了中国第一代 "人造太阳" 装置 —— 中国环流器一号装置（代号 "451 装置工程"）的研究和设计工作。李正武早年留学美国，1955 年与钱学森等人同船归国，他率先在国内提出开展受控核聚变研究，这一倡议被列入 1956 年制定的全国 12 年科学规划。

在极其艰苦的条件下，中国第一代聚变人开始了他们的创业征程。当时的科研条件可谓 "筚路蓝缕，以启山林"。科研人员们在最简陋的条件下从事着最前沿的研究，当时仅有的核聚变装置参考资料就是一张示意图和几个公式，连一台计算机也没有。李正武一家三口住在仅 10 多个平方米的土坯房里，自己和泥巴搭炉灶、自己做煤球，公用的水龙头和厕所都离得很远，一到下雨天，泥深路滑，打水和上厕所非常困难。更困难的是要走 5 公里山路去县城买油盐柴米，自己再用背篓背回家。

经过近 20 年的艰辛奋斗，中国环流器一号的建设终于取得了历史性突破。1973 年完成技术设计，1978 年完成重要部件的实验，1981 年开始组装主机，1984 年 9 月 21 日，中国环流器一号（HL-1）终于建成运行。这是我国自行设计和研制、具有完全独立自主产权的第一个中型受控核聚变托卡马克实验装置，标志着我国受控核聚变事业从原理探索迈向了大规模实验研究阶段。

中国环流器一号的成功运行具有里程碑意义。该装置累计产出 5000 余项科技成果，荣获国家科技进步奖一等奖，推动我国跻身世界核聚变研究前沿。1986 年 11 月，李正武率中国代表团参加了第 11 届等离子体物理与受控核聚变研究国际会议，并交流了报告《中国环流器一号托卡马克装置的初步实验结果》，体现了我国在国际受控核聚变研究领域的重要地位。

2.2 发展阶段（1990-2000 年代）：从跟跑到并跑的转变

进入 1990 年代，中国核聚变研究进入了快速发展阶段，实现了从技术跟踪到自主创新的重要转变。这一时期的标志性成就包括超导托卡马克装置的建设和偏滤器位形装置的突破。

1995 年，中国第一个超导托卡马克装置HT-7在合肥建成。HT-7 的建成标志着中国在超导托卡马克技术方面实现了重大突破，为后续的 EAST 装置建设奠定了技术基础。20 世纪 90 年代，等离子体物理所主持建设了全球首个全超导托卡马克装置 HT-7U（后更名为 EAST），这一项目的启动标志着中国核聚变研究开始向国际最前沿迈进。

2002 年，中国建成第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置 ——中国环流器二号 A（HL-2A）。HL-2A 是中国第一个具有先进偏滤器位形的非圆截面的托卡马克核聚变实验研究装置，其主要目标是开展高参数等离子体条件下的改善约束实验，并利用其独特的大体积封闭偏滤器结构，开展核聚变领域许多前沿物理课题以及相关工程技术的研究。

2006 年，具有历史意义的时刻到来了。东方超环（EAST）在安徽合肥科学岛建成运行，并实现首次放电。EAST 是国家 "九五" 重大科技基础设施，也是世界上第一个建成并运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。EAST 的成功建成和运行，使中国成为世界上第一个掌握新一代先进全超导托卡马克技术的国家，标志着中国核聚变研究实现了从跟跑到并跑的历史性转变。

在这一发展阶段，中国还积极参与国际合作，拓展国际视野。2003 年，中国参与国际热核聚变实验堆计划（ITER）谈判，2007 年正式加入该计划，走上国际舞台。通过参与 ITER 项目，中国不仅获得了先进的技术和管理经验，更重要的是提升了在国际核聚变领域的话语权和影响力。

2.3 跨越阶段（2010-2020 年代）：从并跑到领跑的历史性飞跃

进入 2010 年代，中国核聚变研究进入了跨越式发展阶段，在多个关键技术领域实现了从并跑到领跑的历史性飞跃。这一时期的标志性成就包括 EAST 装置的持续突破、新一代装置的建设以及聚变工程实验堆的规划。

EAST 装置在这一阶段创造了多项世界纪录。2016 年突破 60 秒，2017 年达到 101 秒，2023 年实现 403 秒，2025 年 1 月终于创下 1066 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行的世界纪录。这些突破性进展不仅验证了中国在超导磁体、等离子体控制等核心领域的自主创新能力，更为未来聚变堆工程化奠定了坚实基础。

2016 年，基于深度参与 ITER 累积的大科学工程经验，中国提出了重要战略构想：建设新一代聚变工程实验装置 ——中国聚变工程实验堆（CFETR），其工程规模与核心参数指标方面甚至高于 ITER。CFETR 的提出标志着中国核聚变研究开始从实验探索向工程应用转变，体现了中国在聚变领域的雄心和实力。

2020 年是中国核聚变发展史上的又一个重要节点。这一年，中国环流器二号 M 装置（HL-2M）建成并实现首次放电，其等离子体电流能力达到 2.5 兆安培，离子温度可达 1.5 亿度。HL-2M 装置是我国目前规模最大、参数最高的磁约束核聚变实验研究装置，标志着中国核聚变研究实现从跟跑到领跑的关键跨越。

2025 年，中国核聚变发展进入了新的历史阶段。3 月 28 日，中国环流三号（HL-3）首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的 "双亿度" 参数突破，综合参数聚变三乘积实现大幅跃升，中国聚变挺进燃烧实验。5 月，中国下一代紧凑型聚变实验装置工程 BEST 的总装正式启动，整个项目总装较原计划提前两个月启动，标志着这台全球首个紧凑型聚变能实验装置正式进入核心总装阶段。

2.4 关键里程碑事件与人物贡献

在中国核聚变 60 年的发展历程中，涌现出了一批杰出的科学家和工程师，他们的贡献为中国核聚变事业的发展奠定了坚实基础。

李正武院士作为中国磁约束核聚变的奠基人，其贡献不可磨灭。他不仅领导研制了中国环流器一号装置，还提出了中国环流器二号的概念设计框架，初步描绘了中国环流器二号计划的蓝图。李正武还非常重视人才培养，提出 "人才培养先于科研本身" 的育人理念，为国家培养了一批学术带头人，他指导的研究生逐渐成长为国家受控热核聚变和等离子体物理研究的骨干力量。

在装置建设方面，中国环流器系列装置的发展见证了中国核聚变技术的不断进步。从 1984 年建成的中国环流器一号（HL-1），到 1994 年改造成中国环流器新一号（HL-1M），增加了主动的反馈控制；2002 年建成中国环流器二号 A（HL-2A）；2020 年建成中国环流器二号 M 装置（HL-2M）；再到 2020 年建成的中国环流三号（HL-3），每一代装置都代表着中国核聚变技术的一次重大跨越。

在国际合作方面，中国的参与和贡献也日益重要。作为 ITER 计划的七方成员之一，中国承担了约 9% 的采购包制造任务，通过 "技术引进 — 消化吸收 — 再创新" 的路径，在超导导线、大型真空室、包层等领域实现了技术突破。例如，中科院合肥物质科学研究院研制的 ITER 极向场（PF）超导磁体系统，已通过国际权威机构验收，性能达到国际领先水平。

三、中国核聚变发展争议焦点与各方立场分析

3.1 技术路线之争：托卡马克 vs 多元化探索

中国核聚变发展中最激烈的争议之一是技术路线选择问题。当前全球核聚变研发形成了磁约束与惯性约束两大主流方向，而在磁约束内部，又存在托卡马克与仿星器等不同技术路径的竞争。中国 "国家队" 押注磁约束路线中的托卡马克技术，从 EAST 到 BEST 再到规划中的 CFEDR，构建了循序渐进的研发体系。然而，这种相对集中的技术路线选择引发了学术界和产业界的不同声音。

支持托卡马克路线的观点认为，托卡马克技术相对成熟，物理机制清晰，工程路径明确，是目前最接近商业化的技术路线。中国科学院院士、等离子体物理学家李建刚表示，托卡马克在等离子体约束效率、能量增益等关键指标上具有明显优势，是实现聚变能源最现实的技术路径。支持者还指出，中国在托卡马克技术方面已经取得了世界领先的成就，EAST 装置创造的多项世界纪录充分证明了这一路线的可行性。

然而，技术路线单一化的风险也引发了担忧。中国科学院院士何祚庥对当前的技术路线选择提出了质疑，他认为核聚变技术至今没有形成统一的主流路线，路线之争的激烈程度远超外界想象。何祚庥指出，美国偏向惯性约束中的激光路线，而民营企业还在探索更具挑战性的小众路线，如中国新奥集团选择的氢硼聚变路线，该路线需要 10 亿度的工作温度，比主流氘氚聚变高出近一个数量级，技术门槛极高。

一些专家认为，过度集中于单一技术路线可能导致创新活力不足，错失其他可能的技术突破机会。国际上，竞争格局已从托卡马克 "一马当先" 演变成仿星器、场反位形、Z 箍缩等多种路线 "百花齐放"。中国工程院院士、核能科学家徐銤认为，在技术发展的早期阶段，保持技术路线的多样性对于降低风险、促进创新具有重要意义。

面对这一争议，中国政府采取了相对平衡的策略。一方面继续加大对托卡马克路线的投入，另一方面也支持其他技术路线的探索。例如，在惯性约束聚变领域，中国的 "神光" 系列激光装置持续发展；在仿星器技术方面，中国也有相关研究布局。这种 "以托卡马克为主、多路径并行" 的策略既保证了技术发展的重点方向，又避免了过度依赖单一技术路线的风险。

3.2 投入产出比争议：巨额投资的回报质疑

中国核聚变发展面临的另一个重大争议是投入产出比问题。核聚变研发需要长期、巨额的资金投入，而商业化前景的不确定性引发了社会各界对投资合理性的质疑。

支持加大投入的观点认为，核聚变作为 "终极能源"，其战略价值无法用短期经济收益来衡量。核聚变燃料氘大量存在于水中，每升水可提取出约 0.035 克氘，通过聚变反应可释放相当于燃烧 300 升汽油的能量；氚可通过中子轰击锂来制备，在地壳、盐湖和海水中，锂大量存在。更重要的是，核聚变反应不产生有害气体，无高放射性活化物，对环境友好，具有固有安全性，不存在核裂变堆的熔毁风险。

然而，巨额投资的现实压力不容忽视。仅示范堆 CFEDR 的造价就高达 1000 亿元人民币，后续规模化建设成本更是难以估量。ITER 项目自启动以来，成本不断攀升，截至 2024 年，其总预算已超过 220 亿欧元，突破 "最后一道关卡" 所需的资金投入可能高达数千亿美元。中国核聚变商业化进程中的资金需求同样巨大，有研究表示，可控核聚变在 2025—2028 年进入资本开支扩张周期，未来 3 到 5 年将迎来项目投招标高峰，国内主要项目预计总投入达 1465 亿元。

投资回报周期过长是另一个争议焦点。即便一切顺利，业内普遍预测核聚变大规模商业化推广也要等到 2040 年之后，部分企业宣称的 2035 年点亮聚变电站更像是乐观的噱头。中国聚变能源有限公司总经理张立波给出的官方时间表是：2027 年开启聚变能燃烧实验，2030 年左右具备工程实验堆研发设计能力，2035 年左右建成中国首个工程实验堆，到 2045 年左右能建成我国首个商用示范堆。这意味着从现在到首个商用示范堆建成，还需要近 20 年时间。

一些经济学家和投资专家对这种长期投资的合理性提出质疑。他们认为，在当前的技术条件下，将巨额资金投入到一个商业化前景仍不明朗的技术领域，可能会挤压其他更成熟、更紧迫的能源技术发展空间。特别是在可再生能源技术快速发展、成本持续下降的背景下，是否还有必要投入巨资发展核聚变成为一个值得深思的问题。

3.3 商业化时间表争议：乐观预期与现实挑战

关于中国核聚变商业化的时间表，不同利益相关方存在着巨大的认知差异，这种差异反映了对技术发展速度、资金投入能力、政策支持力度等因素的不同判断。

官方机构和主流科研院所倾向于给出相对保守但明确的时间表。中国聚变能源有限公司制定了 "三步走" 战略：第一步，实验堆阶段（2025-2030），目标是突破燃烧等离子体稳态控制，Q 值提升至 5 以上；第二步，示范堆阶段（2030-2045），目标是实现氚燃料的自持循环，建成单堆功率达 1 吉瓦的示范电站，并将度电成本降至 1 元 /kWh；第三步，商业堆阶段（2045-2050），实现核聚变发电成本与传统化石能源竞争。

然而，民营企业的时间表明显更加激进。星环聚能创始人兼 CEO 陈锐表示，公司规划于 2028 年前后彻底完成工程验证，启动商业示范堆建设，2032 年左右建成一个可输出电能的聚变反应示范堆。这一时间表比官方规划提前了约 10 年。陈锐认为，通过采用高温超导强磁场球形托卡马克技术，可以大幅降低装置建设成本，传统大型托卡马克路线建成 Q 值 > 1 的装置造价可能超 150 亿元，而采用新技术路线的装置造价仅约 15 亿元。

技术突破的不确定性是导致时间表差异的主要原因。支持激进时间表的观点认为，随着高温超导材料、人工智能控制、新材料等技术的快速发展，聚变装置的性能将得到大幅提升，商业化进程可能会超出预期。例如，能量奇点在 2025 年 1 月成功实现 20.8 特斯拉高温超导磁体稳定运行，这一突破可能会显著缩短聚变装置的建设周期和降低成本。

但持谨慎态度的专家指出，核聚变技术的复杂性被很多人低估了。即便在等离子体温度、约束时间等关键参数上取得突破，要实现商业化还需要解决氚自持循环、聚变堆材料长期辐照性能、能量转换效率、经济性等一系列技术难题。目前所有材料在聚变堆环境下都缺乏 30 年以上的长期服役数据，这意味着材料寿命预测存在巨大误差，一旦包层材料在使用中期发生失效，可能导致氚泄漏或反应堆停堆，造成不可估量的经济损失和安全风险。

3.4 安全性争议：零风险神话与现实考量

核聚变的安全性问题一直是公众关注的焦点，同时也是争议的热点。一方面，核聚变被宣传为 "零风险能源"；另一方面，一些专家指出核聚变并非完全没有风险，需要理性看待其安全性。

支持核聚变安全性的观点认为，与核裂变相比，核聚变具有固有安全性优势。核聚变反应没有核裂变那样的链式反应，一旦装置出问题，高温等离子体就会瞬间冷却，反应自动停止，不存在核泄漏的风险。聚变堆的氚会被严格密封，泄露风险要远低于核裂变电站，而且氚连一张纸都穿不透，更不会穿透人体的皮肤。聚变反应的产物主要是氦气，也就是我们气球里面的那种无害气体，所以辐射风险极低。

然而，一些专家对 "零风险" 的说法提出了质疑。他们指出，核聚变 "无熔毁风险" 的特性被过度解读为 "零风险能源"，实则存在多重被忽视的安全挑战。首先是放射性风险的时间尺度陷阱：虽然氚的半衰期仅 12.3 年，远短于裂变废料，但聚变反应产生的高能中子会轰击反应堆第一壁，使钨、特种钢等结构材料活化，产生的放射性废料需数百年才能衰变至安全水平，不过与核裂变反应堆相比，还是低了一到两个数量级。

研究结果表明，聚变装置产生的放射性废物具有数量大、氚含量高、无超铀核素等特点，需根据废物的放射性水平和特性制定专门的处理和处置策略。氘氚聚变被认为是能最早实现商用的可控核聚变反应，但放射性氚的使用带来了环境和人员的放射性风险。

此外，超导磁体失超、氚泄漏、材料失效等技术风险也不容忽视。超导磁体失超可能导致磁场骤降，等离子体失控；氚作为燃料具有放射性，其储存、运输、循环过程中的泄漏风险需精准评估；中子辐照对结构材料的损伤可能影响装置长期安全性。

面对安全性争议，中国政府和科研机构采取了科学、谨慎的态度。一方面，继续强调核聚变相比核裂变的安全性优势；另一方面，也正视核聚变可能存在的风险，加强安全研究和监管体系建设。2025 年 9 月，《中华人民共和国原子能法》正式颁布，首次将聚变研究写入国家法律，从立法层面为核聚变发展保驾护航的同时，也对聚变设施的安全管理提出了明确要求。

四、中国核聚变未来发展方向深度剖析

4.1 技术发展路线图：从实验堆到商业堆的三步走战略

中国核聚变发展制定了清晰的"三步走" 战略路线图，这一战略既体现了技术发展的客观规律，也反映了中国对聚变能源商业化的理性预期和坚定决心。

第一步：实验堆阶段（2025-2030 年）的核心目标是突破燃烧等离子体稳态控制技术，将能量增益 Q 值提升至 5 以上，建成 HL-3 增强版。在这一阶段，中国将重点推进以下关键技术突破：

首先是BEST 装置的建设和运行。BEST 作为全球首个紧凑型聚变能实验装置，计划于 2027 年底建成，2030 年实现聚变发电演示。BEST 装置采用紧凑型高磁场超导托卡马克构型，设计大半径约为 3.6 米，小半径为 1.1 米，中心环向磁场强度高达 6.15 特斯拉，等离子体电流设计值可达 7 兆安培。该装置的核心目标是实现能量净增益 Q>1，即输出能量大于输入能量。

其次是中国环流三号的升级改造。目前，中国环流三号正在进行升级改造，计划 2027 年完成能力升级。升级后的 HL-3 将具备更强的等离子体控制能力和更高的运行参数，为燃烧实验提供更好的平台。

第三是聚变堆关键系统的验证。聚变堆主机关键系统综合研究设施 CRAFT（夸父）将于 2025 年全面建成，届时将具备全球高参数、功能完备综合性研发测试一体化平台的能力，为我国聚变示范堆工程提供关键技术和装备支撑。

第二步：示范堆阶段（2030-2045 年）的目标是实现氚燃料的自持循环，建成单堆功率达 1 吉瓦的示范电站，并将度电成本降至 1 元 /kWh，从而验证其商业可行性。这一阶段的标志性工程是CFEDR 聚变工程示范堆的建设。

CFEDR 已启动方案设计，将瞄准建设世界首个聚变示范电站。该装置预期从 2030 年开始建造，到 2035 年建成，到 2040 年左右示范聚变能发电。CFEDR 的设计聚变功率将达到 200-1500 兆瓦，实现增益 Q=3-30，并验证氚自持等关键技术。作为中国自主设计的聚变工程实验堆，CFEDR 已完成工程设计报告，目标是在 2035 年前建成，实现 Q≥12、聚变功率 200–500 兆瓦，并具备氚自持能力，其定位介于 ITER 与 DEMO 之间，是中国实现聚变能商业化的核心跳板。

第三步：商业堆阶段（2045-2050 年）的目标是实现核聚变发电成本与传统化石能源竞争，建成商业化聚变电站。根据规划，到 2050 年前后，中国将建成聚变商用电站，实现聚变堆商用发电。

4.2 装置建设规划：从 EAST 到 CFEDR 的梯次布局

中国核聚变装置建设呈现出梯次布局、协同发展的特点，形成了从基础研究到工程示范的完整装置体系。这一体系以合肥、成都、上海三地为核心，构建了中国核聚变研究的 "黄金三角"。

在合肥，集聚着中国核聚变研究的三大装置：全超导托卡马克装置（EAST）、紧凑型聚变能实验装置（BEST）、聚变堆主机关键系统（CRAFT）。三大装置梯次布局、协同攻关，构建起从基础研究到工程化验证的完整链条。

EAST 作为基础研究的全球标杆，是世界上第一个全超导非圆截面托卡马克装置，自 2006 年运行以来持续创造等离子体运行的世界纪录，承担基础物理实验与技术验证任务。BEST 作为 EAST 的继任者，2025 年其主机关键部件完成落位，计划 2027 年实现全球首次聚变能发电演示。CRAFT 作为工程验证的国家级平台，是国家 "十三五" 重大科技基础设施，目标是建成国际参数最高、功能最完备的聚变堆关键系统综合研究平台。

在成都，核工业西南物理研究院负责的中国环流系列装置构成了另一个重要的研究基地。中国环流三号（HL-3）是目前国内规模最大、参数最高的磁约束核聚变装置，已于 2023 年面向全球开放。HL-3 正在进行升级改造，计划 2027 年完成能力升级，届时将具备更强的等离子体控制能力和更高的运行参数。

在上海，中国聚变能源有限公司（注册资本 150 亿元）为核心，正在推进中国环流四号的建设。环流四号是上海建设的高温超导聚变装置，计划 2025 年底竣工，采用高温超导磁体技术，体积较传统托卡马克缩小 90%，等离子体约束效率提升 3 倍。这一装置的建设将进一步完善中国核聚变装置的技术体系。

此外，中国还在布局其他创新型装置。例如，新奥集团正在推进 "和龙 - 2" 装置建设，这是下一代氢硼聚变装置，已完成工程预研与环评，计划 2027 年建成，核心目标是实现 "全面氢硼热核聚变"，即聚变反应能量覆盖装置运行能耗。

4.3 国际合作趋势：从参与到引领的角色转变

中国核聚变国际合作正经历着从 "参与者" 到 "引领者" 的历史性转变。这一转变不仅体现在技术实力的提升，更体现在国际合作模式和话语权的变化。

在多边合作方面，中国继续深化与 ITER 项目的合作。作为 ITER 计划的七方成员之一，中国承担了约 9% 的采购包制造任务，通过 "技术引进 — 消化吸收 — 再创新" 的路径，在超导导线、大型真空室、包层等领域实现了技术突破。2025 年 12 月中旬，由核工业西南物理研究院牵头，荣信汇科电气股份有限公司、中国核工业二三建设有限公司、中国核电工程有限公司、中国科学院等离子体物理研究所共同组成的中方联合体，宣布中标 ITER 边缘局域模电源系统（ELM-PS）现金合同，这标志着中国在 ITER 项目中的技术能力和商业价值得到了进一步认可。

在双边合作方面，中国与美国、欧盟、日本等主要核聚变研究国家和地区建立了广泛的合作关系。与美国通过 "中美核聚能合作协定"，在聚变堆材料、氚技术等领域开展联合研究；与欧盟签署 "中欧和平利用核聚变能研究合作协议"，共同资助 "聚变示范堆（DEMO）" 概念设计项目；与日本依托 "中日核能合作委员会" 平台，开展超导托卡马克运行经验交流。

中国主导的国际合作正在成为新的亮点。2025 年 11 月 24 日，中国科学院 "燃烧等离子体" 国际科学计划项目在安徽合肥未来大科学城正式启动。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所面向全球同行发布了紧凑型聚变能实验装置（BEST）的最新研究计划，并宣布将向国际社会开放包括 BEST 在内的多个世界级核聚变实验平台。来自法国、英国、德国、美国等 10 余国家的聚变领域科学家代表共同签署了《合肥聚变宣言》，标志着中国在全球聚变能源前沿研究中正从 "参与者" 向 "引领者" 转变。

在"一带一路" 框架下的合作也在展开。中国正通过 "一带一路" 输出技术，计划 2026 年与东盟合作建设聚变研究中心，抢占标准制定权。这种南南合作模式为发展中国家参与核聚变研究提供了新的机会，也为中国技术和标准的国际推广开辟了新路径。

4.4 技术创新方向：高温超导与人工智能赋能

中国核聚变技术创新正朝着高温超导化、智能化、小型化的方向发展，这些技术创新将显著提升聚变装置的性能，降低建设和运行成本，加速商业化进程。

在高温超导技术方面，中国已经取得了世界领先的成就。2025 年 1 月 12 日，能量奇点自主研制的纯导冷结构高温超导磁体成功励磁至 20.8 特斯拉，经 150 分钟稳定运行后安全退磁。这一突破对于聚变装置的小型化和成本降低具有重要意义。中国聚变坚定不移走高温超导路线，核心目标是实现 20 特斯拉以上大型磁体工程应用，健全研发与供应链条，实现全链条可控以降低成本。

高温超导技术的优势在于可以产生更强的磁场，同时大幅降低磁体系统的复杂性和成本。采用高温超导磁体的聚变装置体积可缩小 90%，等离子体约束效率提升 3 倍。这意味着聚变装置的建设成本将大幅降低，从传统托卡马克的 150 亿元降至 15 亿元左右。

在人工智能技术方面，AI 正在成为提升聚变装置性能的重要手段。中核集团核工业西南物理研究院将破裂预测、平衡反演代理模型、边缘局域模实时识别与控制等人工智能模块应用于核聚变装置的控制运行，有效解决了部分控制问题。AI 技术可以实现对等离子体状态的实时监测和预测，提前预警不稳定性，提高装置运行的安全性和效率。

在新材料技术方面，中国在面对等离子体材料（PFM）领域取得了突破性进展。2025 年 10 月 13 日，CRAFT 自主研制的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件通过验收，其稳态热负荷能力达 20 兆瓦 / 平方米，靶板精度误差小于 1 毫米。偏滤器作为聚变堆的 "盾牌"，其性能直接决定了装置的寿命和运行效率。

在新型聚变燃料方面，氢硼聚变等新型燃料路线也在探索中。新奥集团的 "玄龙 - 50U" 装置实现氢硼等离子体高约束模放电，"和龙 - 2" 装置计划 2027 年建成，目标是实现氢硼聚变反应能量覆盖装置运行能耗。氢硼聚变具有无中子、燃料成本低的优势，虽然技术门槛更高（需要 10 亿度的工作温度），但其商用潜力巨大。

五、中国核聚变政策环境全面解析

5.1 国家战略定位：从前沿技术到国家重大科技专项

中国核聚变政策经历了从 "技术跟踪" 到 "战略引领" 的历史性转变，其战略定位不断提升，政策支持力度持续加强。

在"十二五" 期间（2011-2015 年），核聚变被列入《能源科技发展 "十二五" 规划》的前沿技术方向，标志着核聚变正式进入国家能源技术发展序列。这一时期，核聚变主要被定位为前沿探索性技术，政策重点在于基础研究和技术积累。

"十三五" 期间（2016-2020 年），《核工业中长期发展规划》明确提出 "开展可控核聚变堆技术研究"，将聚变材料、包层技术等列为优先发展方向。这一时期，核聚变的战略地位进一步提升，从单纯的前沿技术探索转向技术攻关和工程验证并重。

"十四五" 期间（2021-2025 年），《"十四五" 现代能源体系规划》将核聚变列为 "未来能源技术制高点"，启动了聚变堆主机关键系统装置等重大科技基础设施建设。2022 年，《"十四五" 现代能源体系规划》提出支持受控核聚变的前期研发，积极开展国际合作。

进入"十五五" 规划期（2026-2030 年），核聚变的战略地位实现了历史性跃升。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》首次将可控核聚变列为 "国家重大科技专项"，明确其作为 "终极清洁能源" 的战略定位。核聚变被首次明确列为未来产业，标志着其战略地位的历史性跃升。

2025 年 9 月，具有里程碑意义的事件发生了。《中华人民共和国原子能法》正式颁布，首次将聚变研究写入国家法律，从立法层面为核聚变发展保驾护航。该法明确规定："国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究和技术开发"，为核聚变事业的发展提供了最高法律保障。

在产业定位方面，"十五五" 规划明确将核聚变定位为 "工程验证与产业培育并重"，从 "十四五" 的 "重大攻关任务" 升级为 "新的经济增长点"，纳入新型能源体系顶层设计，与光伏、风电等成熟新能源形成 "短期互补、长期替代" 的发展格局。

5.2 资金投入机制：从千万到千亿的跨越

中国核聚变研发资金投入正在实现从千万级到千亿级的历史性跨越，形成了以政府投入为主导、多元化融资为辅的资金保障体系。

在政府直接投入方面，投入规模呈现爆发式增长。科技部设立 "可控核聚变能" 国家科技重大专项，2025 年专项预算较 2020 年增长 300%。其中，对 "中国聚变工程实验堆（CFETR）" 的年度直接资助额度突破 50 亿元，覆盖装置设计、核心部件研制、系统集成等全链条环节。

"十五五" 期间的投入计划更加宏大。国家能源局推动核聚变能纳入新型能源体系顶层设计，预计 "十五五" 初期将明确不低于 500 亿元的专项研发资金，相比 "十四五" 期间的研发投入，这一数字实现了量级上的跨越。中央财政设立 100 亿元核聚变研发专项基金，用于支持关键技术攻关和产业基地建设。

在重大工程投入方面，单个项目的投资规模已经达到百亿级别。仅示范堆 CFEDR 的造价就高达 1000 亿元人民币。中国聚变能源有限公司的注册资本达到 145 亿元，作为链主企业牵引产业链协同发展。

在地方配套投入方面，安徽、四川、上海等重点地区纷纷出台配套政策。安徽省将聚变能源纳入 "7+N" 未来产业培育工程，出台《安徽省未来产业发展行动方案》，明确聚变能源为未来产业重点方向。合肥产投集团联合皖能集团、蔚来公司等共同发起设立聚变新能（安徽）有限公司，在长三角地区投资了十余家产业链关键环节企业。

在多元化融资方面，社会资本正在加速进入核聚变领域。2023 年能量奇点、星环聚能等核聚变企业完成超 10 亿元融资，创下国内聚变领域年度融资纪录。国家制造业转型升级基金设立 "核聚变子基金"，首期规模 100 亿元，重点支持聚变示范堆建设、关键装备国产化。

5.3 管理体制机制：多部门协同与新型举国体制

中国核聚变发展形成了"多部门协同、央地联动、产学研用结合" 的管理体制机制，这种新型举国体制为核聚变技术突破和产业化发展提供了强大的制度保障。

在国家层面的统筹协调方面，形成了 "科技 — 发改 — 能源 — 工信" 的多部门联动机制。科技部通过国家重点研发计划 "先进能源" 重点专项，统筹聚变基础研究；发改委将聚变纳入重大科技基础设施建设规划，支持建设 "聚变堆主机关键系统装置" 等大科学工程；能源局牵头制定聚变能产业发展路线图，协调电网接入、标准制定等产业化配套；工信部则聚焦聚变关键材料、零部件的国产化替代，推动产业链培育。

在央地协同机制方面，形成了 "国家 - 地方 - 企业" 三级联动机制。国家层面负责顶层设计和重大工程部署，地方政府负责具体实施和配套支持，企业负责技术创新和产业化推进。例如，在安徽，形成了 "省级统筹 — 市级落实 — 园区承载" 的三级推进机制，加速聚变能源从 "创新链" 走向 "产业链"。

在新型举国体制的创新实践方面，中国在核聚变领域进行了积极探索。在合肥，围绕聚变产业的构建，由国家实验室、国家科研机构、高水平研究大学、科技领军企业共同参与，同时吸纳民营企业，社会资本加入，形成协同攻关的局面。国务院发展研究中心产业经济部第四研究室主任周毅指出，新型举国体制在推动核聚变产业发展中有比较强的优势，这种模式最大的好处就是避免了单打独斗式的发展，各方主体参与之后各司其职，各自发挥自己的作用，发挥出 1+1 大于 2 的作用。

在国际合作协调机制方面，中国建立了统一的国际合作平台。中国国际核聚变能源计划执行中心负责统筹协调与 ITER 等国际项目的合作，推动技术引进、消化吸收和再创新。2025 年 11 月，中国启动 "燃烧等离子体" 国际科学计划，面向全球开放 BEST 等装置，体现了中国在国际合作中的开放姿态和主导能力。

5.4 政策工具创新：税收优惠与金融支持

中国在核聚变领域创新了一系列政策工具，形成了包括税收优惠、金融支持、人才政策、知识产权保护等在内的全方位政策支持体系。

在税收优惠政策方面，企业开展核聚变技术研发发生的研发费用，可按 100% 在税前加计扣除；对从事核聚变关键材料、零部件研发的高新技术企业，减按 15% 的税率征收企业所得税。部分地区（如安徽合肥、四川成都）对核聚变产业化项目给予 "三免三减半" 的企业所得税优惠，并提供土地出让金减免、电价补贴等配套支持。

在金融支持政策方面，创新了多种金融工具。2026 年 1 月 16 日，"聚变金融机构联盟" 正式成立，该联盟由科大硅谷联合中科创星、君联资本、联想之星等 15 家机构发起，汇聚了银行、证券、保险、信托、基金等 130 家各类金融与科创服务机构。联盟以创新策源、产业链接、金融支持、深度协同为核心逻辑，为核聚变能从科研突破迈向工程化、商业化应用注入动力。

在人才政策方面，国家加大了对聚变领域人才的培养和引进力度。合肥工业大学聚变科学与工程学院正式揭牌，学院将聚焦可控核聚变工程化、系统集成等方向，深化产学研用融合，打造 "科教融合、产教协同" 的创新平台。此前，多所高校已在核聚变领域深度布局，未来有望形成高校联盟，体系化培养高端人才。

在知识产权保护方面，《"十四五" 国家知识产权保护和运用规划》明确提出 "加强可控核聚变等领域专利布局与转化"，通过专利导航、专利池建设等方式，平衡技术保护与知识共享。科技部依托 "国家核聚变能源研究数据平台"，整合了中科院合肥物质科学研究院、西南物理研究院等单位的实验数据，建立 "分类分级、授权使用" 的数据共享机制。

在标准体系建设方面，中国已发布《可控核聚变实验装置通用要求》《核聚变堆用超导磁体技术规范》等 20 余项国家标准和行业标准，涵盖实验装置设计、关键材料性能、测试方法等领域。国家标准化管理委员会正在筹建 "全国核聚变标准化技术委员会"，统筹协调国内标准与国际标准的衔接，避免标准碎片化对技术国际合作的阻碍。

六、中国核聚变科研机构布局全景梳理

6.1 核心科研院所：中科院等离子体所与西南物理研究院

中国核聚变科研体系以中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所（ASIPP）和核工业西南物理研究院（SWIP）两大科研院所为核心支柱，形成了 "双核驱动、多点协同" 的研发布局。

中科院等离子体物理研究所成立于 1978 年，是国家热核聚变研究的重要基地。该所不仅专注于高温等离子体物理和磁约束核聚变等尖端研究，还拥有国家大科学工程超导托卡马克核聚变实验装置 EAST。EAST 多次刷新核聚变实验的世界纪录，充分体现了该所在聚变领域的技术实力。

等离子体所的研究成果丰硕。2025 年 1 月，EAST 实现 1 亿摄氏度 1066 秒稳态运行，创造了新的世界纪录。该所还在高温超导磁体、等离子体控制、聚变材料等关键技术领域取得了重要突破。围绕大科学装置建设运行，等离子体所与 50 多个国家 120 余家科研机构建立了稳定的合作关系，托卡马克装置成为开放共享大科学装置标杆，入选全球研究基础设施高官会、国际经合组织和金砖国家大科学装置开放目录或典型案例。

核工业西南物理研究院是中国最早致力于核聚变研究的专业科研院所，其前身是 1965 年成立的西南 585 所。西物院在托卡马克装置设计、等离子体物理实验、聚变工程技术等方面具有深厚的技术积累。该院所拥有的主要实验装置包括：

•中国环流器二号 M 装置（HL-2M）：HL-2M 装置是我国目前规模最大、参数最高的磁约束核聚变实验研究装置，等离子体电流设计值达 2.5 兆安，具备更高参数运行能力。

•中国环流三号（HL-3）：作为目前国内规模最大、参数最高的磁约束核聚变装置，HL-3 在 2025 年实现了 "双亿度" 突破和百万安培亿度高约束模式运行，聚变三乘积达到 10^20 量级。

•中国环流器二号 A 装置（HL-2A）：HL-2A 是中国第一个具有先进偏滤器位形的非圆截面的托卡马克核聚变实验研究装置，为中国下一步聚变堆研究与发展提供技术基础。

西物院在聚变技术创新方面也走在前列。2025 年 10 月，由西物院牵头的中方联合体中标 ITER 边缘局域模电源系统（ELM-PS）现金合同，体现了其在国际聚变工程领域的技术实力。

6.2 高校研究力量：聚变科学与工程学院的兴起

中国高校正在成为核聚变研究的重要力量，多所顶尖高校通过成立专门学院、建立研究中心等方式，深度参与聚变技术创新和人才培养。

合肥工业大学聚变科学与工程学院于 2026 年 1 月正式揭牌成立。学院将聚焦可控核聚变工程化、聚变能源系统集成等核心研究方向，以深化产学研用融合为抓手，全力打造 "科教融合、产教协同" 的创新平台。该学院的成立标志着中国高校在聚变人才培养方面迈出了重要一步。

哈尔滨工程大学于 2025 年 8 月 26 日宣布与合肥综合性国家科学中心能源研究院联合成立 "可控核聚变工程创新研究院"。这一合作将充分发挥哈工程在核能技术、船舶动力等领域的优势，推动聚变技术与船舶核能动力的结合。

中国科学技术大学作为合肥综合性国家科学中心的重要组成部分，在聚变理论研究、等离子体物理、新材料研发等方面具有雄厚实力。该校的研究团队在 EAST 装置的物理实验和理论模拟方面发挥了重要作用。

清华大学在聚变堆设计、聚变材料、等离子体诊断等领域开展了深入研究。清华大学核能与新能源技术研究院在聚变堆包层设计、氚增殖技术等方面取得了重要成果。

北京大学在等离子体物理理论、聚变数值模拟等基础研究领域具有优势。该校的研究团队在等离子体湍流、输运理论等方面的研究处于国际前沿。

这些高校不仅承担着聚变技术研发的任务，更重要的是承担着培养聚变领域高层次人才的使命。通过 "科教融合、产教协同" 的模式，高校将为中国核聚变事业提供源源不断的人才支撑。

6.3 企业研发中心：民营企业的创新探索

随着核聚变商业化前景日益明朗，越来越多的企业，特别是民营企业开始进入这一领域，形成了 "国家队 + 市场力量" 的创新格局。

在国有企业方面，中核集团、中广核、东方电气等央企发挥着重要作用。中核集团不仅拥有西南物理研究院这一重要的科研平台，还通过设立中国聚变能源有限公司（注册资本 145 亿元），承担起聚变产业化的重任。东方电气凭借参与 ITER 项目的经验，在聚变装置关键设备制造方面具有技术优势。

在民营企业方面，呈现出百花齐放的态势：

•新奥集团：新奥集团在氢硼聚变路线上进行了大胆探索，其 "玄龙 - 50U" 装置实现氢硼等离子体高约束模放电，"和龙 - 2" 装置计划 2027 年建成，目标是实现氢硼聚变反应能量覆盖装置运行能耗。

•能量奇点：该公司在高温超导磁体技术方面取得重大突破，2025 年 1 月自主研制的纯导冷结构高温超导磁体成功励磁至 20.8 特斯拉，经 150 分钟稳定运行后安全退磁。

•星环聚能：该公司专注于高温超导强磁场球形托卡马克技术，已建成多台聚变实验装置，并于 2025 年 1 月完成 10 亿元 A 轮融资。公司创始人陈锐表示，通过采用新技术路线，可将聚变装置建设成本从传统的 150 亿元降至 15 亿元。

•安泰科技：其控股子公司安泰中科作为全球可控核聚变装置的核心供应商，已实现钨铜偏滤器、钨铜限制器、包层第一壁、钨硼中子屏蔽材料等全系列涉钨产品的研发和生产。

•合锻智能：主要承担紧凑型聚变能实验装置（BEST）真空室制造项目核心关键部件 —— 真空室扇区核心部件、窗口延长段以及重力支撑等制造任务。

6.4 区域协作网络：从单打独斗到协同创新

中国核聚变研究正在从过去的 "单打独斗" 模式转向 "协同创新" 模式，形成了以合肥、成都、上海为核心，辐射全国的区域协作网络。

合肥聚变创新圈已经成为中国核聚变研究的 "硅谷"。在合肥未来大科学城，集聚着 EAST、BEST、CRAFT 三大装置，形成了从基础研究到工程验证的完整链条。围绕这些大装置，合肥已聚集了近 60 家产业链相关企业，覆盖材料、设计、制造等多个环节。2023 年成立的 "聚变产业联盟" 于 2025 年升级为聚变产业联合会，设立了 14 个专业工作组协同攻关关键技术。

成都聚变装备制造基地依托西南物理研究院，形成了以 "硬装备" 制造为特色的产业集群。成都在真空器件、涉氚阀门、超导磁体等核心零部件制造方面具有优势。西物院正以创新联合体为纽带，联合多方攻关高强度结构钢、高温超导带材等关键领域，构建 "研发 — 验证 — 转化" 闭环。

上海聚变技术创新中心以上海电气、中国聚变能源有限公司为核心，聚焦高温超导磁体、AI 控制等前沿技术。上海电气凭借 ITER 项目经验，全力抢占产业标准高地。中国聚变能源有限公司作为 "链主" 企业，正在推进中国环流四号等重大项目建设。

在跨区域协作方面，已经形成了紧密的合作关系。成都旭光电子与合肥能源研究院共建核聚变电真空装备研制联合实验室，体现了企业跨区域合作的常态化。中钨高新材料股份有限公司与合肥综合性国家科学中心能源研究院共建 "核聚变用高性能钨材料" 联合实验室，推动了材料技术的协同创新。

在创新联合体建设方面，形成了 "产学研用" 协同体系。中国一重通常会与中科院等离子体物理研究所、中国核工业集团、中国工程物理研究院等组成创新联合体，中科院等离子体所负责聚变实验与理论设计，中核集团负责聚变工程化与能源化应用，中国工程物理研究院在高能量密度物理、聚变靶材等领域提供支持。

2026 年 1 月，"聚变金融机构联盟" 的成立进一步完善了协同创新生态。该联盟汇聚了 130 家各类金融与科创服务机构，通过定期沙龙、专题研讨、项目路演等常态化活动，促进信息共享与精准对接，为核聚变技术创新和产业化提供全方位的金融支持。

七、中国核聚变产业发展现状与未来趋势

7.1 产业链结构：设备制造占主导的价值分布

中国核聚变产业链呈现出"上游集中、中游崛起、下游培育" 的发展格局，产业链价值高度集中于上游核心设备和材料领域。

从产业链结构看，市场价值分布呈现明显的层级特征：

•设备制造（以超导磁体、真空室为核心）占比高达 45%

•材料研发（聚焦抗辐照材料、氚增殖剂）占 30%

•运营服务占 25%

这种价值分布反映了核聚变产业的技术密集型特征，核心价值主要集中在高技术门槛的设备和材料领域。

在上游设备制造领域，中国已经形成了较为完整的产业体系。超导磁体作为托卡马克装置的 "心脏"，其技术水平直接决定了装置性能。中国在高温超导磁体技术方面已经取得重大突破，能量奇点的 20.8 特斯拉高温超导磁体成功运行标志着中国在这一领域达到世界领先水平。真空室制造方面，合锻智能承担 BEST 装置真空室核心部件制造，展现了中国在精密制造领域的实力。

在中游材料研发领域，中国正在加速追赶国际先进水平。面对等离子体材料（PFM）是聚变堆最关键的材料，需要承受 14.1MeV 高能中子辐照（能量为裂变中子的 10 倍）。安泰科技作为全球可控核聚变装置的核心供应商，已实现钨铜偏滤器、钨铜限制器、包层第一壁、钨硼中子屏蔽材料等全系列涉钨产品的研发和生产。2025 年 10 月，CRAFT 自主研制的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件通过验收，稳态热负荷能力达 20 兆瓦 / 平方米，标志着中国在这一领域实现了重大突破。

在下游系统集成和工程服务领域，中国企业正在积累经验。中核集团、中国核工业建设集团等央企在聚变装置工程建设方面具有丰富经验。2025 年 12 月，由核工业西南物理研究院牵头的中方联合体中标 ITER 边缘局域模电源系统（ELM-PS）现金合同，体现了中国企业在国际聚变工程市场的竞争力。

7.2 产业发展阶段：从科研探索向工程化转型

中国核聚变产业正处于从科研探索向工程化、产业化转型的关键阶段，呈现出"大装置带动、企业加速进入、资本积极布局" 的发展特征。

在大装置建设带动产业发展方面，中国正在建设的多个重大装置成为产业发展的强大引擎。BEST 装置 2025 年招标预算就超过 20 亿元，带动了本地供应商的协同成长。CRAFT 项目的建设更是带动了整个产业链的发展，仅偏滤器等核心部件的研制就涉及数十家企业的参与。

在民营企业加速进入方面，呈现出前所未有的活跃态势。不同于传统大型托卡马克装置数十年的探索路径，民营聚变企业纷纷避开周期长、控制难的技术壁垒，另辟蹊径寻找商业化捷径。新奥集团在氢硼聚变路线上的探索、能量奇点在高温超导磁体技术上的突破、星环聚能在球形托卡马克技术上的创新，都展现了民营企业的创新活力。

在资本积极布局方面，2025-2028 年被认为是核聚变产业的资本开支扩张周期，未来 3 到 5 年将迎来项目投招标高峰，国内主要项目预计总投入达 1465 亿元。2026 年 1 月，"聚变金融机构联盟" 的成立更是为产业发展注入了强大的资本动力，该联盟汇聚了 130 家金融机构，为核聚变项目提供全方位的金融服务。

在产业生态逐步完善方面，中国已经形成了 "政产学研用金" 六位一体的创新生态。在合肥，围绕聚变产业构建了由国家实验室、国家科研机构、高水平研究大学、科技领军企业共同参与，同时吸纳民营企业、社会资本加入的协同攻关局面。这种生态系统的形成，为核聚变技术创新和产业化提供了良好的环境。

7.3 市场规模预测：从百亿到万亿的增长预期

中国核聚变市场规模预测呈现出爆发式增长的趋势，反映了市场对聚变能源商业化前景的乐观预期。

根据多家机构的预测，中国核聚变市场规模将呈现快速增长态势：

•2025 年：中国市场规模预计为 48 亿元

•2030 年：预计超过 160 亿元，年复合增长率达 28%

全球市场规模预测更为宏大：

•2025 年：全球核聚变市场将达到 351 亿美元

•2029 年：增长到 479.5 亿美元，年复合增长率为 8.1%

更为乐观的预测认为，到 2030 年全球核聚变行业市场规模将达 400-600 亿美元，2035 年前后形成万亿级产业集群。国际原子能机构的这一预测反映了核聚变产业巨大的发展潜力。

从投资规模看，中国核聚变领域的投资正在快速增长。综合技术成熟度、资本活跃度与政策支持力度判断，2030 年中国核聚变领域累计投资规模或达 800—1200 亿元，年均复合增长率超过 25%。尽管短期内难以实现盈利，但中长期投资回报潜力巨大，尤其在高端制造、特种材料、人工智能控制等交叉领域将催生大量高附加值机会。

7.4 商业化前景：技术突破与市场需求的双重驱动

中国核聚变商业化前景呈现出技术突破加速、市场需求强劲、政策支持有力的良好态势，但同时也面临一些挑战和不确定性。

在技术突破方面，中国已经在多个关键领域取得重要进展：

•EAST 装置实现 1 亿摄氏度 1066 秒稳态运行，创造世界纪录

•中国环流三号实现 "双亿度" 突破，进入燃烧实验阶段

•高温超导磁体技术达到 20.8 特斯拉，为装置小型化奠定基础

•面对等离子体材料取得重大突破，偏滤器热负荷能力达到 20 兆瓦 / 平方米

这些技术突破为核聚变商业化奠定了坚实的技术基础。特别是高温超导技术的突破，使得聚变装置的建设成本大幅降低成为可能，传统托卡马克装置的建设成本可能从 150 亿元降至 15 亿元。

在市场需求方面，AI 产业的蓬勃发展催生了巨大的电力需求。中信建投研报指出，AI 产业蓬勃发展催生远期电力缺口，而技术迭代持续降低落地门槛，二者叠加为聚变能源商业化按下 "加速键"。随着 AI 算力需求的爆发式增长，对清洁、稳定、大容量电力的需求将越来越迫切，这为核聚变能源提供了巨大的市场空间。

在政策支持方面，"十五五" 规划将核聚变列为 "国家重大科技专项"，明确了其作为 "终极清洁能源" 的战略定位。国家能源局明确 "十五五" 初期将投入不低于 500 亿元的专项研发资金，为产业发展提供了强有力的政策保障。

然而，核聚变商业化仍面临一些挑战：

•技术挑战：稳态运行时长、抗辐照材料、氚燃料自持循环等技术难题尚未完全攻克

•经济挑战：单座电站投资将超过百亿美元，发电成本可能高达 0.3 元 / 千瓦时，远高于当前 0.1-0.2 元 / 千瓦时的传统能源价格

•时间挑战：即便按照最乐观的预测，商业化也要等到 2030 年代中后期

面对这些挑战，业内专家提出了一些应对策略。在工程示范阶段，可借鉴海上风电的特许经营模式，对首座商业示范堆给予 20 年的固定电价收购保障，确保投资回报率不低于 12%，同时允许开发商通过碳交易市场获取额外收益，加速成本回收。

尽管面临挑战，但中国核聚变商业化的前景依然值得期待。正如业内专家所言，聚变能源已走出 "永远 50 年" 的魔咒，进入 10 年窗口期。行业投资逻辑正从主题叙事转向工程化落地驱动，人类 "终极能源" 的商业化序章，正在这场多元竞逐中加速展开。

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