问题:面向“双碳”目标与能源结构转型,如何获得安全、稳定、低碳且可持续的战略性能源,是各国共同面对的长期命题。
可控核聚变以燃料来源相对丰富、能量密度高、环境影响小等潜在优势,被视为未来能源的重要方向之一。
但聚变能从实验到发电仍需跨越“长时间稳态运行、关键材料可靠性、工程系统集成、成本可控”等多重门槛,既考验科学突破,也考验工程能力与产业组织。
原因:近年来,国家层面强调前瞻布局未来产业,将核聚变能纳入未来产业体系,为聚变研发提供了更明确的战略坐标与政策预期。
与此同时,国际聚变竞争加速,关键技术与高端部件领域仍存在封锁与壁垒。
我国起步较晚,又选择全超导托卡马克等路线,需要在低温工程、超导磁体、真空与氚相关安全、精密制造及先进诊断等方面持续补齐短板。
面对技术空白与“卡脖子”环节,聚变研发必须依托系统化组织、跨学科协同与持续投入,才能将单点突破转化为工程化能力。
影响:合肥正在形成具有辨识度的聚变装置集群效应。
在科学岛,EAST作为我国全超导托卡马克装置持续升级迭代,通过稳态高约束等离子体运行等成果,为未来聚变工程堆提供关键物理与运行窗口数据。
2025年1月,EAST再次实现“亿度千秒”运行纪录,在实验装置上模拟了更接近未来聚变堆需求的环境条件,体现了我国在稳态高参数等离子体控制领域的持续进展。
与此同时,面向工程验证的紧凑型聚变能实验装置BEST加速建设,目前已进入工程总装阶段,真空室、磁体重力支撑等核心部件正在精确就位。
按照计划,BEST力争2027年底基本建成,之后开展燃烧等离子体物理实验,并在2030年前后迈向“点亮第一盏灯”的目标,为聚变能商用发电奠定关键技术基础。
与之配套的聚变堆主机关键系统CRAFT,则承担关键系统和部件的研发、测试与验证任务,强化从“装置—部件—系统”的工程闭环。
对策:推动聚变从科研装置走向工程示范,关键在于形成“梯次布局、协同攻关、平台共享”的体系化路径。
一是坚持以重大装置牵引关键技术突破,围绕超导磁体、低温系统、偏滤器、真空与加热电源、先进诊断与控制等核心环节开展集成攻关,减少对外部供应链的依赖。
二是强化工程化能力建设,通过大型测试平台提升部件验证效率与可靠性评估水平,形成可复制、可迭代的设计—制造—测试体系。
相关科研团队正在建设超导磁体冷测试平台等基础设施,意在为“十五五”期间更大规模的工程验证提供支撑。
三是促进跨领域融合,在等离子体控制、运行优化与故障预警等方面引入新方法,提升装置运行的稳定性与安全边界,同时推动高端制造、低温工程、精密测量等配套产业协同发展。
四是完善组织方式与资源统筹,发挥新型举国体制在重大科技任务中的综合优势,形成“基础研究—工程验证—示范应用”连续推进机制,降低研发周期与系统集成风险。
前景:从国际经验看,聚变能源商业化是一场“长跑”,不会一蹴而就,但每一次关键指标的突破都在缩短从实验到示范的距离。
“十五五”时期被视为我国聚变能源发展的关键窗口期:一方面,EAST持续刷新稳态高参数运行能力,将为BEST等工程装置提供更扎实的物理基础与运行策略;另一方面,BEST与CRAFT的协同,有望把科研成果更快转化为可验证的工程方案,推动关键部件国产化、工程标准体系和运行经验积累。
随着装置集群效应释放,合肥未来大科学城或将在聚变领域形成“原始创新策源+工程验证平台+产业化孵化”的综合能力,为我国未来能源结构优化和新质生产力培育提供重要支点。
合肥科学岛正在演绎一场追逐太阳的壮丽征程。
从EAST装置创造的一项项世界纪录,到BEST装置即将开启的工程化探索,中国核聚变研究正在从"追光"阶段迈向"点灯"阶段。
这不仅是科学技术的进步,更是中国坚持自主创新、勇攀科技高峰的生动体现。
在新型举国体制的有力支撑下,中国聚变人正在为人类开发终极清洁能源而不懈奋斗,这盏聚变之光终将照亮人类的美好未来。