從概念探索到落地運(yùn)作，曾被戲稱“永遠(yuǎn)還有五十年”的核聚變正以更加清晰的姿態(tài)走進(jìn)大眾的視野。近日，中國(guó)聚變能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)聚變公司”）掛牌成立，中國(guó)“人造太陽(yáng)”正式迎來(lái)“國(guó)家隊(duì)”。該公司獲得了中核集團(tuán)、中國(guó)核電(9.210, -0.05, -0.54%)、中國(guó)石油(8.790, -0.09, -1.01%)集團(tuán)昆侖資本等多家機(jī)構(gòu)共同投資約114.92億元資金支持，總注冊(cè)資本達(dá)到150億元。
作為中核集團(tuán)聚變能源產(chǎn)業(yè)的實(shí)施主體、投融資平臺(tái)及抓總單位，該公司將重點(diǎn)布局總體設(shè)計(jì)、技術(shù)驗(yàn)證、數(shù)字化研發(fā)等業(yè)務(wù)，建設(shè)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)和資本運(yùn)作平臺(tái)，按照先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)堆、示范堆、商用堆“三步走”發(fā)展階段，最終實(shí)現(xiàn)聚變能商業(yè)化應(yīng)用的任務(wù)目標(biāo)。
當(dāng)前，全球能源轉(zhuǎn)型進(jìn)入“深水區(qū)”，聚變能因其清潔、安全、資源無(wú)限的特性，被視為人類終極能源解決方案。美國(guó)、歐盟、俄羅斯、日本等主要經(jīng)濟(jì)體均將聚變技術(shù)納入國(guó)家戰(zhàn)略，投入巨資建設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置。例如，歐盟ITER項(xiàng)目（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）計(jì)劃2025年實(shí)現(xiàn)首次等離子體放電，美國(guó)SPARC項(xiàng)目則瞄準(zhǔn)2030年前實(shí)現(xiàn)凈能量增益。
著名能源經(jīng)濟(jì)學(xué)家、對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)教授董秀成在接受中國(guó)工業(yè)報(bào)記者采訪時(shí)表示，總體而言，全球聚變能源技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)提速，但是目前仍處于實(shí)驗(yàn)堆工程驗(yàn)證階段，與實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有很大距離。
我國(guó)高度重視核聚變技術(shù)創(chuàng)新，目前在技術(shù)研發(fā)水平總體上已位居國(guó)際第一方陣，與美國(guó)、歐盟、日本和俄羅斯等相比基本上處于同一水平，在全球范圍內(nèi)處于總體領(lǐng)先水平。董秀成以“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”為例介紹，該裝置實(shí)現(xiàn)1.17億攝氏度離子溫度和1.6億攝氏度電子溫度，多項(xiàng)核心裝備達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，彰顯了我國(guó)在高溫超導(dǎo)磁體、等離子體控制等領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。
盡管進(jìn)展顯著，聚變能商業(yè)化仍面臨三大國(guó)際公認(rèn)難題：等離子體穩(wěn)態(tài)燃燒控制、耐高能中子輻照材料研發(fā)、氚燃料自持循環(huán)。董秀成認(rèn)為，對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，攻克這些難點(diǎn)，需要充分發(fā)揮我國(guó)核工業(yè)完整體系作用和豐富的核工程經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)企業(yè)、研究院所、高校協(xié)同創(chuàng)新，共同推進(jìn)相關(guān)技術(shù)攻關(guān)；同時(shí)利用好現(xiàn)有大科學(xué)裝置（如EAST“人造太陽(yáng)”、HL-3等），打造國(guó)際先進(jìn)的聚變堆芯級(jí)等離子體實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)，積累高參數(shù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
核聚變能源原理是兩個(gè)輕核在超高溫和高壓條件下結(jié)合形成一個(gè)重核，并釋放出大量能量。與核裂變相比，核聚變具有能量密度大、原料資源豐富、低放射性污染、安全性好等優(yōu)勢(shì)。目前，實(shí)現(xiàn)聚變的技術(shù)路線主要有磁約束和慣性約束兩條，中國(guó)聚變公司采用的是磁約束技術(shù)路線，且聚焦于近年來(lái)興起的采用高溫超導(dǎo)材料的緊湊型磁約束聚變。高溫超導(dǎo)材料具有高臨界溫度、高臨界磁場(chǎng)、高載流能力等特性，可將聚變堆的體積縮小到傳統(tǒng)聚變堆的幾十分之一，有望大幅加快聚變能源的商用進(jìn)程。
近年來(lái)，全球核聚變創(chuàng)業(yè)和投資顯著提速。此次中國(guó)聚變公司的成立，無(wú)疑為全球核聚變技術(shù)的工程化突破及商業(yè)化探索注入了強(qiáng)大動(dòng)力。
根據(jù)公告，中國(guó)聚變公司由七位股東以1.0019元/注冊(cè)資本的價(jià)格出資約114.92億元，認(rèn)購(gòu)新增注冊(cè)資本約114.69億元。七位股東分別為中核集團(tuán)、中國(guó)核電、中國(guó)石油集團(tuán)昆侖資本有限公司（以下簡(jiǎn)稱“昆侖資本”）、上海未來(lái)聚變能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“上海聚變”）、國(guó)家綠色發(fā)展基金股份有限公司、浙能電力(5.190, -0.05, -0.95%)、四川重科聚變能源科技有限公司。
其中，中核集團(tuán)作為控股股東（持股50.35%），在技術(shù)上發(fā)揮著主導(dǎo)作用，其依托核工業(yè)西南物理研究院及“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”裝置，積累了深厚的磁約束托卡馬克技術(shù)。中核集團(tuán)自主研發(fā)并成功應(yīng)用多型國(guó)際一流的聚變研發(fā)核心裝備（如：自主研制的高功率微波回旋管最高注入功率達(dá)2.5MW，建成2套單條束線最大功率達(dá)7兆瓦的高功率中性束注入加熱系統(tǒng)等），此外，還掌握了穩(wěn)定獲得電子內(nèi)部輸運(yùn)壘的控制技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，部分技術(shù)入選國(guó)際學(xué)術(shù)組織聯(lián)合實(shí)驗(yàn)課題，并且在國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）項(xiàng)目中也積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。
昆侖資本此前已投資聚變新能（安徽）有限公司，該公司依托中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，承擔(dān)我國(guó)磁約束核聚變唯一成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)角色。此次，昆侖資本通過(guò)投資布局進(jìn)一步對(duì)聚變能源技術(shù)研發(fā)產(chǎn)生助力。
上海聚變投資方涵蓋上海國(guó)資委、財(cái)政局、閔行國(guó)資委，以及能源設(shè)備企業(yè)上海電氣(7.910, -0.09, -1.12%)和能源企業(yè)申能集團(tuán)。上海電氣能夠提供聚變裝置所需的真空室、偏濾器等關(guān)鍵部件技術(shù)支持，申能集團(tuán)在能源應(yīng)用場(chǎng)景方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，能夠從應(yīng)用端反饋需求，促進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化與迭代，且整合上海地區(qū)的科研資源與產(chǎn)業(yè)力量，為聚變能源技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用提供了良好的區(qū)域協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。
中國(guó)核電作為中核集團(tuán)旗下核電運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，擁有豐富的核電運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和大型能源項(xiàng)目管理能力。中國(guó)核電能能夠在未來(lái)聚變電站運(yùn)營(yíng)，如電力傳輸、變電站運(yùn)維管理等環(huán)節(jié)提供技術(shù)支持。
國(guó)家綠色發(fā)展基金股份有限公司作為國(guó)家級(jí)投資基金，引導(dǎo)資金投入到符合國(guó)家戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目中，促使聚變能源技術(shù)朝著綠色、可持續(xù)、符合國(guó)家能源戰(zhàn)略布局的方向發(fā)展。
浙能電力此前參與了秦山、三門(mén)等核電項(xiàng)目，在核電領(lǐng)域有一定技術(shù)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。在聚變能源技術(shù)發(fā)展中，浙能電力能夠在區(qū)域能源供應(yīng)體系融合、地方能源技術(shù)配套等方面提供支持。
四川重科聚變能源科技有限公司由四川國(guó)資出資，在推動(dòng)中國(guó)聚變能源發(fā)展中發(fā)揮著資金支持與資源整合的作用。
在能源轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，核聚變的潛力被寄予厚望。一旦實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，核聚變將引發(fā)全球能源體系的革命性變革，徹底改變?nèi)祟惸茉次拿鳌?jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，若2050年實(shí)現(xiàn)聚變能發(fā)電，全球每年可減少80億噸二氧化碳排放，相當(dāng)于關(guān)閉2000座煤電廠。
不過(guò)，董秀成坦言，目前業(yè)內(nèi)對(duì)商業(yè)化實(shí)現(xiàn)時(shí)間尚未達(dá)成共識(shí)，科學(xué)家還無(wú)法給出確切答案。但從世界主要經(jīng)濟(jì)體高度重視核聚變能技術(shù)創(chuàng)新來(lái)看，科學(xué)家對(duì)技術(shù)取得重大突破有信心，對(duì)商業(yè)化應(yīng)用存在樂(lè)觀預(yù)期。只是即便技術(shù)出現(xiàn)重大突破，也還需要較長(zhǎng)時(shí)間的示范工程，離真正意義的商業(yè)化至少還需要幾十年。
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