文|江卿曻

编辑|江卿昇

前言

近年来，美国、欧盟、日本等国纷纷加大投入，在惯性约束和磁约束等技术路线上竞相突破。

当然中国并不甘落后，2024年，中国正式宣布将集中一切力量，攻克可控核聚变，并计划在2035年实现商用发电。

2025年2月28日，中国核电、浙能电力更是豪掷17.5亿元参股中国聚变能源有限公司，推动核聚变技术进入实质性产业化阶段。

从实验室突破到商业化应用，这条路究竟有多远？为什么中国选择以国家力量主导攻关，而美国则依托私营企业进行紧凑型装置研发？

中国全面加速

2024年，中国正式成立可控核聚变创新联合体，并将这一技术发展提升至国家战略层面。

这一决定的出台，不仅意味着中国在核聚变领域的研究进入全新阶段，也昭示着国家层面的能源战略调整。

由中核集团牵头，整合34家央企、科研机构和高校，形成了完整的全产业链攻关模式。

这一模式与欧美国家的研究方式截然不同，它强调的是资源整合和长期投入，而不是依靠市场化资本驱动的快速试错。

核聚变的突破并非一蹴而就，它需要强大的实验支撑和持续的资金投入，2025年2月28日，中国核电和浙能电力相继公告。

以增资方式参股中国聚变能源有限公司，分别投资10亿元和7.5亿元，这是国内资本市场首次直接进入核聚变领域。

政策推动、资金注入的背后，是中国在磁约束核聚变技术上的重大进展，目前中国的托卡马克实验装置在国际上已取得领先地位。

其中HL-3托卡马克装置实现了1.6兆安等离子体电流，而EAST装置更是创造了1066秒长脉冲高约束模运行的世界纪录。

对于核聚变而言，这些技术进展意味着中国在商用堆的基础技术上已经达到了可行性门槛。

相比之下，美国的可控核聚变研究方向有所不同，2022年12月，美国国家点火装置（NIF）首次实现核聚变反应的净能量输出，并在2023年多次重复实验成功。

然而NIF采用的惯性约束技术虽然在单次实验中取得突破，但仍然面临激光能量损耗的难题，使得整体系统的能量增益仍未能突破Q>1的关键阈值。

中国深耕的托卡马克磁约束技术由于能够实现长时间稳定运行，被认为是最有希望率先实现商业化的路径。

核聚变的发展不仅仅是科学技术的较量，更是国家能源安全战略的核心组成部分，中国在这一领域的快速推进，与国内庞大的能源需求密切相关。

作为全球最大的能源消费国，中国在可再生能源和核裂变能源上的探索已经卓有成效，但风能、太阳能的波动性问题依然难以解决。

而核裂变虽然稳定，却面临核废料和燃料供应的制约，因此核聚变的突破对于中国而言，不仅是能源结构调整的关键，更是未来能源独立自主的保障。

但仅有技术突破和国家支持，并不意味着可控核聚变就能轻易实现商业化。

当前核聚变商用堆面临的挑战依然巨大：材料耐久性、超导磁体制造、燃料循环系统等关键技术仍在攻关阶段，全球范围内的核聚变研究机构都在努力寻找突破口。

根据行业预测，全球聚变投资在2024年达到71亿美元，而到2035年前，全球规划建设的31台商业堆将带来高达2.26万亿元的市场规模。

其中超导带材和真空室部件是两个最核心的价值环节，中国的材料科学研究能否跟上这一波技术红利，成为商业化成败的关键。

中国的战略布局已经成型，技术突破的步伐也在不断加快，但核聚变商用化的真正竞争对手并非单一国家，而是全球范围内的技术竞赛。

美国、日本、欧盟的科研团队正在进行高强度的研发投入，而私人资本的加入更是加速了核聚变技术的推进。

不同的技术路径，不同的产业模式，最终哪种模式能率先实现商用化？这不仅是技术竞争的问题，更是未来能源格局的博弈。

那么在这一轮能源革命中，中国是否能够真正掌握核聚变的主导权？可控核聚变能否在未来支撑起全球AI算力的需求？

AI算力革命加剧能源需求

在信息化高速发展的今天，能源问题已不仅仅局限于传统的工业生产和民生需求，人工智能的崛起正在重塑全球能源格局。

过去几十年里，能源行业的核心问题是如何满足工业化和城市化的快速增长，而如今AI技术的发展使得数据中心、电力系统、超级计算和自动化制造等领域的能源消耗达到前所未有的高度。

AI产业的飞速增长，正成为推动新型能源革命的关键驱动力，过去五年间，全球数据中心的规模持续扩张，其中AI算力的需求增长尤为显著。

据统计，当前数据中心的功率密度已经突破50MW/公顷，传统能源体系已经无法满足7×24小时的不间断稳定供能需求。

尤其是随着大模型、自动驾驶、智能制造等AI技术的广泛应用，计算资源的消耗正在呈指数级增长。

如果按照目前的增长趋势，到2035年，全球核电装机容量需要提升280%才能平衡AI产业对电力的需求。

面对这一趋势，科技企业已经在寻求新的能源解决方案，近年来，微软与TerraPower合作部署模块化核反应堆，希望借助核能的基荷属性为数据中心提供稳定的电力支持。

相比之下，风能和太阳能虽然在一定程度上可以作为补充能源，但由于其不稳定性，难以满足数据中心7×24小时的持续供电需求。

在这一背景下，核聚变成为未来能源供应的最佳选择，相比传统核裂变，核聚变具备更高的能源转化效率，不会产生高放射性核废料，也不存在链式反应失控的风险。

更重要的是，一旦实现可控核聚变，理论上可以提供几乎无限的能源供应，完全能够支撑未来AI产业的电力需求。

目前全球范围内的资本市场已经开始加码聚变能源的投资，2024年，全球核聚变行业的投资规模达到71亿美元，并且预计在2031年至2035年间，有望实现商业化应用。

从市场规模来看，全球计划在2035年前建造31台商业聚变堆，总价值预计达到2.26万亿元。

其中超导带材（2740亿元）和真空室部件（3000亿元）是产业链上最核心的环节，也将是未来竞争的关键领域。

中国的核聚变战略，与全球市场趋势不谋而合，当前中国在托卡马克磁约束技术上的研究已经取得领先地位。

EAST装置的1066秒高约束模运行和HL-3的1.6兆安等离子体电流突破，已经奠定了核聚变商业化的基础。

国家层面的资本布局也在不断加快，中国核电、浙能电力等央企相继投资聚变能源公司，确保在未来的技术竞争中占据主动权。

然而核聚变的商业化并非仅仅依赖技术突破，它同样受到全球科技竞争格局的影响，与中国的产业链整合模式不同，美国在核聚变领域依靠的是资本驱动和市场化运作。

2024年，美国核聚变行业的融资金额高达73亿美元，主要集中在私营企业推动的紧凑型装置研发上。

这种模式的优势在于创新速度快，劣势则在于缺乏国家战略支持，一旦市场信心下降，资金链条容易断裂，影响技术的持续发展。

这种产业模式的差异，使得中国和美国在核聚变能源的竞争中呈现出两种截然不同的路径。

中国依托国家力量整合央企、科研院所和高校，形成从基础研究到产业链落地的全覆盖体系，而美国则依靠私营企业融资，推动小型化、模块化的聚变反应堆技术。

谁的模式更优，尚无定论，但可以确定的是，未来十年，核聚变技术的发展将直接决定全球能源的格局。

在AI产业崛起的背景下，能源问题的重要性已经上升到了前所未有的高度，核聚变能否真正解决AI时代的能源瓶颈？

月球氦三资源争夺

随着可控核聚变技术的发展，各国对能源的探索已不再局限于地球，目光正逐步转向太空，尤其是月球上的氦三资源，因其极高的核聚变利用价值，正在成为全球能源竞赛的又一焦点。

相比于地球，月球表面储存着丰富的氦三，据科学家估算，月球的氦三储量可支持人类未来数千年的能源需求，一旦核聚变技术成熟，氦三或许将成为人类真正意义上的终极能源。

氦三的独特性在于，它作为核聚变燃料时，不会产生高能中子，从而极大减少了辐射污染，同时还能提高聚变反应的能量输出效率。

当前托卡马克等聚变装置大多采用氘-氚燃料，但这一组合仍会产生中子辐射，而氦三-氘聚变反应几乎没有放射性副产物，因此被视为更清洁、更高效的核聚变燃料。

正因如此，各国都开始制定相关计划，希望在月球上抢占氦三资源的开发权。

中国早已将月球氦三资源纳入国家航天发展规划，根据规划，中国将在2030年前实现载人登月，并在2040年之前建立月球科研基地，为未来的氦三开采奠定基础。

近年来，中国航天在探月工程上的进展也相当迅速，“嫦娥”系列探测器已完成多次探月任务，并带回了月壤样本，为后续的氦三勘探研究提供了重要数据。

同时美国、俄罗斯、日本等航天大国也在积极筹备自己的月球资源开发计划，美国NASA主导的“阿尔忒弥斯计划”旨在重新登陆月球，并探索月球资源的商业化利用。

而俄罗斯早在苏联时期便开始研究月球采矿技术，近年来更是加快了重返月球的步伐。

日本则依托本国的航天技术，联合欧美国家共同推进月球资源开发，试图在这场太空竞赛中占据一席之地。

结语

中国已经向世界宣布，决定集中力量攻克可控核聚变，并计划在2035年实现商用，这不仅是能源领域的一场革命，更是全球科技竞争的关键战场。

无论是托卡马克磁约束技术的突破，还是AI算力革命对核能的需求，亦或是未来月球氦三的争夺，可控核聚变都已成为全球关注的焦点。

参考文章

金融界2025-03-04《“人类终极能源”再近一步！中国核电10亿元增资，加速可控核聚变技术发展》

中国能源报2025-03-09《全国政协委员段旭如：聚变能商用，时间表有提前可能性》

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