可控核聚變——被譽(yù)為“人類終極能源”的技術(shù),真的永遠(yuǎn)需要再等50年嗎?近年來,安徽依托科研積累與產(chǎn)業(yè)協(xié)同,正穩(wěn)步推進(jìn)核聚變技術(shù)的工程化驗(yàn)證與產(chǎn)業(yè)鏈布局。
1月“人造太陽”EAST刷新“億度千秒”世界紀(jì)錄,3月全球首個(gè)緊湊型聚變裝置BEST 5#樓首塊頂板順利澆筑,4月17日和18日科大硅谷、安徽聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和聚變新能(安徽)有限公司先后召開核聚變相關(guān)的產(chǎn)業(yè)大會(huì)。

4月27日,第三屆中國(安徽)科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化交易會(huì)-大科學(xué)裝置衍生成果路演對(duì)接活動(dòng)上聚變新能(安徽)有限公司董事長嚴(yán)建文對(duì)外透露,安徽核聚變正實(shí)施“三步走”戰(zhàn)略。
屆時(shí),安徽將建成3GW、Q>30的聚變能電站商業(yè)應(yīng)用堆,以國家戰(zhàn)略科技力量之姿,開啟全球核聚變商業(yè)化。
然而,質(zhì)疑聲頻現(xiàn):安徽核聚變“三步走”,是否有具體戰(zhàn)略規(guī)劃?如何跨越從實(shí)驗(yàn)室到電網(wǎng)的“最后一公里”?如何突破材料、工程與資本的“三重魔咒”?
安徽核聚變“三步走” 目標(biāo)啟動(dòng)商業(yè)化
安徽可控核聚變能源革命的序章,始于科學(xué)島上一次劃時(shí)代的“放電”。
2025年1月20日,安徽全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST首次實(shí)現(xiàn)“億度千秒”,這不僅驗(yàn)證了高約束等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行可行性,更為全球核聚變工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
技術(shù)之上,按照安徽制定的核聚變“三步走”戰(zhàn)略,全球首個(gè)緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST,是實(shí)現(xiàn)從技術(shù)到工程再到商業(yè)化突破的關(guān)鍵第一環(huán)。
2025年3月,由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院主導(dǎo)建設(shè)的BEST項(xiàng)目建設(shè)加速——5#樓首塊頂板順利澆筑。作為中國核聚變研究的重要?jiǎng)?chuàng)新平臺(tái),BEST采用緊湊型設(shè)計(jì),通過優(yōu)化磁約束結(jié)構(gòu)和新型材料技術(shù),能在較小體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高溫等離子體的高效控制。

截至目前,根據(jù)4月27日聚變新能(安徽)有限公司董事長嚴(yán)建文在第三屆中國(安徽)科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化交易會(huì)-大科學(xué)裝置衍生成果路演對(duì)接活動(dòng)上分享:“BEST已完成工程設(shè)計(jì),并已全面轉(zhuǎn)入生產(chǎn)制造階段,主機(jī)大廳5號(hào)樓工程主體結(jié)構(gòu)整體完成率約90%?!?/p>
BEST之后,安徽核聚變商業(yè)化第二步,將以BEST為“技術(shù)反應(yīng)堆”,建設(shè)中國聚變能工程示范堆(CFEDR),這標(biāo)志著中國核聚變研究正式邁入從實(shí)驗(yàn)室走向工程化應(yīng)用的關(guān)鍵階段。
中國聚變能工程示范堆(CFEDR),核心目標(biāo)是驗(yàn)證聚變能源的工程可行性,解決從等離子體約束、材料耐受性到能量輸出等一系列技術(shù)難題。與全球現(xiàn)有的ITER和EAST等實(shí)驗(yàn)裝置不同,其更注重工程化驗(yàn)證。
從BEST到中國聚變能工程示范堆(CFEDR)的跨越,不僅承載著中國能源革命的希望,更凝聚了科研機(jī)構(gòu)、創(chuàng)新平臺(tái)、耐心資本和企業(yè)多方力量,實(shí)現(xiàn)核聚變從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)落地。

未來,隨著中國聚變能工程示范堆(CFEDR)在工程驗(yàn)證中不斷突破技術(shù)壁壘,安徽核聚變將最終啟動(dòng)商業(yè)化。
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 提供技術(shù)支撐
安徽核聚變商業(yè)化“三步走”,從規(guī)劃到真正落地再到商業(yè)化,前期都始于強(qiáng)大的技術(shù)支撐。
具體來看,溯源安徽核聚變的技術(shù)實(shí)力,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院作為技術(shù)研發(fā)主力,在每一步中都扮演著關(guān)鍵角色。
首先,聚焦可控核聚變的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與攻關(guān)。
探索等離子體的產(chǎn)生、加熱、約束和控制等關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)了多種高性能超導(dǎo)磁體,如EAST的toroidal field coils采用NbTi超導(dǎo)線材繞制而成,為等離子體的穩(wěn)定約束提供磁場(chǎng)支持。
同時(shí),積極研發(fā)新一代超導(dǎo)磁體材料和制造技術(shù),針對(duì)核聚變裝置中關(guān)鍵部件所面臨的高溫、高輻射、高應(yīng)力等極端工況,開展材料的研究與開發(fā)。如制造出國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)用的全鎢復(fù)合部件,為核聚變裝置的安全運(yùn)行和長期服役提供了可靠的材料保障。
其次,推動(dòng)全超導(dǎo)托卡馬克(EAST)運(yùn)行與突破。 2006年9月28日,EAST 正式建成并首次放電。此后,EAST 多次創(chuàng)造等離子體運(yùn)行的世界紀(jì)錄,2025年1月其已實(shí)現(xiàn)超億度1066 秒的長脈沖高約束模等離子體運(yùn)行。

未來,在EAST裝置的基礎(chǔ)上,憑借前期的技術(shù)積累和持續(xù)的技術(shù)研發(fā)和突破,待BEST裝置建設(shè)完成后其將首次演示聚變能發(fā)電,引領(lǐng)燃燒等離子物理研究。此外,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的技術(shù)成果,也為中國聚變能工程示范堆(CFEDR)的等離子體控制技術(shù)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。最終,推動(dòng)安徽可控核聚變實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
值得一提的是,安徽聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在推動(dòng)聚變領(lǐng)域關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)上,布局聚變能源裝備、零部件、后市場(chǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈,也有力促進(jìn)核聚變技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。
“兩心一谷” 構(gòu)建核聚變創(chuàng)新生態(tài)圈
技術(shù)躍遷之上,從技術(shù)到成果轉(zhuǎn)化以及產(chǎn)業(yè)鏈的建立是全球核聚變商業(yè)化的另一大難點(diǎn)。
解決這個(gè)問題,安徽核聚變“三步走”的核心邏輯是,通過合肥綜合性國家科學(xué)中心、國際先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用推進(jìn)中心和科大硅谷(“兩心一谷”)的創(chuàng)新協(xié)同,實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)從“技術(shù)研發(fā)-工程轉(zhuǎn)化-產(chǎn)業(yè)落地”的全鏈條協(xié)同。
一方面,在BEST項(xiàng)目的技術(shù)策源上,“兩心一谷”化身“連接器”和“破壁者”。
合肥綜合性國家科學(xué)中心,依托科學(xué)島已建成的全超導(dǎo)托卡馬克EAST等大科學(xué)裝置,為BEST提供等離子體物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、磁約束技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等基礎(chǔ)研究支持。國際先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用推進(jìn)中心,聚焦未來產(chǎn)業(yè)技術(shù)落地,為BEST的聚變衍生技術(shù)(如等離子體工業(yè)應(yīng)用、超導(dǎo)材料等)提供中試驗(yàn)證平臺(tái),探索技術(shù)商業(yè)化路徑。

科大硅谷,依托中國科大等高校的科研優(yōu)勢(shì),推動(dòng)BEST與高新技術(shù)企業(yè)對(duì)接,加速關(guān)鍵部件國產(chǎn)化供應(yīng)鏈建設(shè)。并通過設(shè)立專項(xiàng)基金、吸引社會(huì)資本投入聚變領(lǐng)域,利用相關(guān)人才政策,引進(jìn)高端工程人才和青年科學(xué)家,強(qiáng)化項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的技術(shù)攻關(guān)能力。
另一方面,在中國聚變能工程示范堆(CFEDR)的建造中,安徽“兩心一谷”也同樣展現(xiàn)出強(qiáng)大的系統(tǒng)集成能力。
合肥綜合性國家科學(xué)中心,依托世界級(jí)實(shí)驗(yàn)設(shè)施群,為CFEDR建設(shè)開啟“虛實(shí)共生”新模式;國際先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用推進(jìn)中心,在可控核聚變的研究過程規(guī)劃將建設(shè)一個(gè)開放性的平臺(tái),讓實(shí)驗(yàn)室技術(shù)淬煉為工程能力??拼蠊韫绕脚_(tái),以"聚變+"模式重構(gòu)區(qū)域經(jīng)濟(jì)版圖,集合現(xiàn)有以及正在開發(fā)的供應(yīng)鏈、資本和人才"脈動(dòng)"連接世界。
此外,在最后一步商業(yè)化落地和轉(zhuǎn)化體系上,安徽全力構(gòu)建全球首個(gè)核聚變?nèi)a(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。
合肥綜合性國家科學(xué)中心,從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用牽引,圍繞核聚變商業(yè)化需求,聚焦關(guān)鍵材料、工程技術(shù)、能量轉(zhuǎn)化等應(yīng)用領(lǐng)域,強(qiáng)化與產(chǎn)業(yè)端的深度協(xié)同;國際先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用推進(jìn)中心,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)從技術(shù)引進(jìn)到生態(tài)構(gòu)建的轉(zhuǎn)型。

根據(jù)科大硅公司成果轉(zhuǎn)化中心相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹:“在核聚變產(chǎn)業(yè)鏈中,科大硅谷成果轉(zhuǎn)化中心是服務(wù)的排頭兵、業(yè)務(wù)執(zhí)行部門,致力于全面深度的服務(wù)大科裝沿途下蛋和高校院所的成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目,從技術(shù)端、需求端、市場(chǎng)端、資本市場(chǎng)等維度全方位服務(wù)相關(guān)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目,形成端到端服務(wù)閉環(huán)。成果轉(zhuǎn)化中心常態(tài)化主動(dòng)對(duì)接中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等科研機(jī)構(gòu),采用登院校門和進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的方式與各科研機(jī)構(gòu)高頻互動(dòng),挖掘待轉(zhuǎn)化項(xiàng)目和服務(wù)需求,服務(wù)優(yōu)質(zhì)的科技成果轉(zhuǎn)化落地?!?/p>
聚變新能(安徽)、曦合超導(dǎo)··· 資本+企業(yè)加速商業(yè)化落地
隨著技術(shù)和“兩心一谷”率先開局,緊跟其后,安徽資本與企業(yè)的深度參與則成為全省核聚變商業(yè)化“三步走”戰(zhàn)略落地的關(guān)鍵加速器。
在BEST項(xiàng)目建設(shè)上,安徽針對(duì)可控核聚變商業(yè)化構(gòu)建立體融資網(wǎng)絡(luò),以政府引導(dǎo)基金為先、結(jié)合產(chǎn)業(yè)資本與風(fēng)險(xiǎn)投資加快企業(yè)孵化與產(chǎn)業(yè)落地,支持早期技術(shù)轉(zhuǎn)化。
另外,市場(chǎng)化資本也深度參與,通過設(shè)立專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)基金,孵化產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),加速推動(dòng)技術(shù)從“實(shí)驗(yàn)室專利”向“市場(chǎng)產(chǎn)品”轉(zhuǎn)化。
值得關(guān)注的是,資本助推之下,催生行業(yè)內(nèi)企業(yè)不斷涌現(xiàn)。目前,安徽已出現(xiàn)多家代表性的核聚變相關(guān)企業(yè),本土龍頭企業(yè)與科技獨(dú)角獸率先“領(lǐng)跑”。
2023年,中科院等離子體物理研究所孵化成立聚變新能(安徽)有限公司。目前,聚變新能(安徽)有限公司已是注冊(cè)資本高達(dá)145億的獨(dú)角獸企業(yè),并正圍繞托卡馬克路線完善產(chǎn)業(yè)配套。

合肥星能玄光科技有限公司,創(chuàng)始人孫玄教授有著多年場(chǎng)反位形可控核聚變研究經(jīng)驗(yàn),主要從事場(chǎng)反位形路線可控核聚變商業(yè)化落地的研究。
同時(shí),聚變新能(安徽)有限公司和合肥星能玄光科技之外,2023年,安徽還成立了聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。目前,該聯(lián)盟已集聚200余家成員單位,并持續(xù)孵化聚變產(chǎn)業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目及公司,如聚變堆主機(jī)裝備和超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)相關(guān),涌現(xiàn)出了如曦合超導(dǎo)、合肥夸父超導(dǎo)公司等硬核企業(yè)。
穩(wěn)步推進(jìn) 安徽構(gòu)建可控核聚變生態(tài)
全局視野觀察,從BEST點(diǎn)燃技術(shù)星火,到中國聚變能工程示范堆(CFEDR)架起工程之橋,再到啟動(dòng)和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化照亮能源未來,安徽核聚變“三步走”正穩(wěn)步推進(jìn)。

技術(shù)突破上,持續(xù)攻關(guān)和突破,為工程化奠定基礎(chǔ);創(chuàng)新生態(tài)上,通過“兩心一谷”(合肥綜合性國家科學(xué)中心、國際先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用推進(jìn)中心和科大硅谷)整合科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)與資本資源,推動(dòng)超導(dǎo)材料、裝備制造等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展;企業(yè)發(fā)展上,聚變新能(安徽)有限公司、曦合超導(dǎo)等企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化能力逐步成熟,并催生更多的企業(yè)涌現(xiàn),也將為商業(yè)化落地提供產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
安徽核聚變“三步走”未來可期,或?qū)槿蚝司圩兡茉瓷虡I(yè)化和實(shí)用化提供重要參考。
來源:推廣