近日舉行的2026核聚變能大會「資本助力核聚變能開發」分論壇上，中國聚變能源有限公司總工程師鐘武律介紹了美國聚變產業協會發布的《2026年全球聚變行業報告》。 這份報告顯示,受訪企業中,預計2030-2035年實現商業發電的企業從去年21家下降至16家,預計2040-2045年商業發電的企業則從5家增至9家,預計2045-2050年商業發電的企業從1家增至3家。
這一調研結果意味著什麼? 鍾武律沒有正面回答,但指出磁約束技術路線的可控核聚變要實現商業發電,還面臨三大科學問題和三大工程技術的挑戰。 上海國有資本投資有限公司總裁戴敏敏表示,核聚變能的商業化進程離不開「耐心資本」和生態力量長期支撐,上海國投公司將持續發揮國有資本引領作用,鍊接創新鏈、產業鏈與資金鍊,助力上海打造具有全球影響力的核聚變能創新高地。
依託中國聚變打造創新聯合體
核聚變能是我國「十五五」規劃重點布局的未來能源方向,它模擬太陽熱核反應,俗稱「人造太陽」,其能量密度遠超化石能源和核裂變能,而且環境友好,被視為解決人類能源和碳排放問題的終極方案。
去年7月,中國聚變公司在上海揭牌。 作為中核集團直屬二級單位,這家企業計劃在滬建設大科學實驗裝置「中國環流四號」。 2026核聚變能大會開幕式上,「中國環流四號」目標圖像發布。 建成後,它將成為全球首個高溫超導強場穩態燃燒聚變裝置,最高磁場達到25特斯拉,聚變增益Q不低於5,用於探索強場穩態燃燒等離子體科學,為未來聚變堆建設提供關鍵理論和數據支撐。 該裝置有望吸引百億元級別的直接投資,對上海聚變產業鏈形成顯著的輻射帶動作用。
「中國環流四號」目標圖像在2026核聚變能大會上發布。
「上海將繼續依託中國聚變建好可控核聚變創新聯合體,承接國家重大任務,推進關鍵技術攻關與戰略性產品研製,促進產業鏈上下游協同發展。」 市科委副主任翟金國說。 近年來,上海立足先進核能、人工智能、高溫超導等產業技術優勢,發揮上海國投旗下未來產業基金、科創集團等帶動作用,撬動社會資本聯合投入,推進材料、部件、裝置全鏈條布局,吸引集聚了一批聚變產業鏈創新團隊。 目前,上海在這一未來產業的累計融資額接近180億元,有望成為技術路線最全、融資氛圍最濃、人才密度最高的全球核聚變能創新高地之一。
論壇上,上海國投與中國聚變攜手星環聚能、上海超導、鼎峰武岳峰等19家多元技術路線開拓者、產業鏈骨幹企業和知名投資機構,共同發起「聚變生態聯盟」,旨在構建協同並進的聚變產業生態,推動技術創新與資本賦能雙向融合。
用AI破解核聚變複雜性難題
在通向聚變商業發電的道路上,中外企業還面臨很多挑戰。 《2026年全球聚變行業報告》顯示,受訪企業認為未來5年排名前5位的挑戰依次是:融資、聚變功率效率、抗中子輻射材料、氚自持、集成系統工程;排名前5位的長期挑戰依次是:抗中子輻射材料、聚變功率效率、氚自持、特種部件供應鏈、融資。
鍾武律介紹,托卡馬克這一主流路線可分為聚變堆主機與運行、燃料生產與循環、核安全體系、數字托卡馬克四大技術領域,包含19個技術方向、50項關鍵技術和346項技術細目。 目前,11項技術成熟度較低,30項技術成熟度中等,9項技術成熟度較高。 他將這些挑戰提煉為等離子體穩態自持燃燒、聚變堆結構材料、氚增殖與自持循環三大科學問題,以及大型強場磁體技術、等離子體運行與控制、熱量傳導與轉化三大工程技術。
托卡馬克裝置模型
對非專業人士來說,磁約束核聚變能的難度也顯而易見:托卡馬克裝置用強磁場編織出一個「磁籠」,約束住溫度高達上億攝氏度的聚變燃料--一種處於完全電離狀態的等離子體。 上億度的等離子體非常活躍,其位置、形狀、溫度和密度分布等參數始終處於高速變化中。 「磁籠」的控制系統必須在毫秒級時間內做出決策,否則聚變反應就會中斷。 另一大難點,是聚變裝置與等離子體的物理性質極其複雜,是一個典型的多場耦合、強非線性系統,難以被簡單的控制邏輯處理。
破解複雜性難題,人工智能大有用武之地。 智能化數據分析,能在毫秒級時間內感知等離子體的全局狀態;高保真智能模擬,能以極高效率在數字世界裡預演成千上萬種控製方案,並分析潛在風險;作為系統中樞的智能控制器,能綜合全局信息,並在毫秒級時間內做出精準的控制決策。
「我們要把握人工智能這一前沿技術發展機遇,依託我國核工業全產業鏈體系優勢與聚變研發技術沉澱,解決聚變能工程可行性的關鍵核心問題。」 鍾武律說。
構建「1 X N」投資組合打法
本周,上海國投旗下未來產業基金、科創集團宣布共同領投原力引擎。 這家上海企業由西湖大學工學院特聘研究員、麻省理工學院博士吳泰霖創立,致力於面向高維、強耦合的複雜工程物理系統,構建覆蓋仿真、控制、診斷與設計的AI原生底座,以可控核聚變作為首個高難度驗證場景。
「我長期研究AI 物理,這門交叉學科最難的、最重要的領域是AI 聚變。」 吳泰霖在論壇上說,用人工智能控制磁約束聚變,面臨極端條件下複雜等離子體系統的高保真仿真、狀態估計、閉環控制等算法挑戰,學術界已在托卡馬克裝置上驗證了深度強化學習對多種等離子體位形的磁控制,推動人工智能逐步進入聚變實驗閉環。 目前,原力引擎在與國內聚變科研機構、頭部聚變企業推進等離子體仿真、軟著陸控制和位形控制合作,公司研發的AI控制算法已完成裝置上機實驗驗證,展現出優越的控制性能。
作為這家國企新近投資的企業,原力引擎已加入「聚變生態聯盟」,將與其他產業鏈上下游企業合力攻關,攜手向聚變商業發電這一目標邁進。
「聚變生態聯盟」在上海成立。
近年來,上海國投對聚變產業鏈上下游開展了系統布局,覆蓋上遊材料、核心器件、多元技術路線、「AI 聚變」等全產業鏈,已累計投資超10億元,撬動近百億元社會資本投向聚變領域。 「我們構建了1 X N的聚變產業投資組合打法。」 戴敏敏介紹,「1」是以長期資本、戰略資本布局鍊主,牽好產業鏈的「牛鼻子」;「X」是布局多元技術路徑,形成主航道突破、多路徑驗證的立體架構;「N」是在「1 X」基礎上,進一步布局產業和創新,實現產業鏈的放大效應,推動鍊主布局、技術布局、產業布局和創新布局全面展開。
在全球多家聚變公司推遲商業發電的背景下,上海正在培育產業創新生態,一步步向著既定目標邁進。 「聚變之路道阻且長,行則將至。」 戴敏敏說。
