可控核聚变商业化应用“前夜”, 构建未来世界基石的无限能源

核聚变技术被视为人类的终极能源解决方案之一，具有燃料丰富、清洁、安全性高、能量密度大等突出优点。据Coherent Market Insights和SkyQuestt测算，预计2024年全球核聚变市场规模将达到约3312.6亿美元，预计到2031年将达到4915.5亿美元，2024年至2031年的复合年增长率为5.8%。这一增长主要受到私人公司和政府对核聚变技术日益增加的投资推动。

全球能源市场近年来发生巨大变化，能源结构转型加速。中国核聚变产业的商业化前景广阔，一旦实现核聚变发电的商业化应用，将对中国的能源结构和可持续发展产生深远影响。

新技术兴起与应有迭代，我国实现产业创新突破

核聚变（nuclear fusion），即两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核（或粒子）的一种核反应形式。

中国环流一号（HL-1）是中国第一个核聚变大科学装置，于1984年建成，利用磁约束聚变原理研究可控核聚变。

中国环流二号（HL-2A）于2002年建成，是具有偏滤器位形的托卡马克装置，进一步提升了核聚变研究的能力。

中国环流三号（HL-3M）于2020年建成，并于2023年实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国磁约束核聚变装置的运行水平迈入国际前列。2024年6月13日，中国环流三号项目在国际上首次发现并实现了一种先进的磁场结构，这一突破为核聚变反应的稳定性和能量输出带来了前所未有的提升。

2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义。

2024年6月18日，位于上海临港的能量奇点能源科技（上海）有限公司宣布其研发的“洪荒70”高温超导托卡马克装置成功实现等离子体放电。这是世界上首个全高温超导托卡马克装置，其成功运行标志着中国在核聚变能源领域达到了一个新的高度。

中国企业在核聚变领域在先进磁场结构、高约束模式运行、高温超导技术实现了技术创新与突破。

中国环流三号项目在国际上首次发现并实现了一种先进的磁场结构，这一结构不仅提高了磁场的约束力，还能更加稳定地维持高温等离子体，为核聚变反应的稳定性和能量输出带来了显著提升。

中国环流三号在100万安培等离子体电流下实现了高约束模式运行，这是磁约束核聚变中的一种先进运行模式，相比普通模式更具经济性，也是国际热核聚变实验堆的标准运行模式。

洪荒70装置的成功运行验证了高温超导托卡马克的工程可行性，采用了局部螺旋磁通注入（电子枪）和离子回旋加热（ICRF）两种预电离方式，实现了等离子体的成功放电。这一技术路线在核聚变领域具有创新性。

商业化前景渐趋清晰，企业入局向产业化迈进

随着技术的不断进步和政策的持续支持，中国核聚变产业正逐步向产业化迈进。多家企业已经开始布局核聚变领域，推动核聚变技术的商业化应用。

中国主要的核聚变企业包括中国核电等多家在核聚变技术研发、设备制造及产业化应用方面具有重要影响力的公司。

中国核电作为中国核电行业的领军企业，中国核电在核能技术研发和应用方面拥有丰富经验，其主要业务集中在传统核电领域，但也可能在核聚变技术的研发和应用方面有所布局或合作。

海陆重工公司在民用核能领域累积了丰富的制造和管理经验，并完成多个项目的国际、国内首件（台）制造任务。设备供应堆型包括但不限于二代+堆型、三代堆型（华龙一号、国和一号、AP1000、VVER、EPR）、四代堆型（高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆）以及热核聚变堆（ITER）等国内外主要核电机型。其参股企业联创超导在核聚变超导磁体应用方面取得了重要突破，并参与建设可控核聚变项目。

安泰科技作为独家供应商为“人造太阳”EAST大科学工程装置批量提供了上偏滤器全钨复合部件。也是目前在建的国际热核聚变实验堆ITER（号称世界最大的“人造太阳”）钨铜复合部件的重要供应商。在核聚变全钨偏滤器复合部件的研究和制造方面已经走在了世界的前列。

联创光电参股企业联创超导在核聚变项目中发挥重要作用，主要作为主机装置建设中的高温超导磁体系统和低温制冷系统的供应商。其研发与核聚变技术发展紧密相关，是产业链中的重要一环。

中国石油集团正式涉足核聚变领域。聚变新能（安徽）有限公司（简称聚变新能）在近日发生工商变更，新增中国石油集团昆仑资本有限公司为股东。据天眼查显示，中国石油集团昆仑资本、合肥科学岛控股有限公司都是出资29亿元、持有聚变新能股权比例均为20%。蔚来控股有限公司通过全资子公司蔚聚科技（安徽）有限公司持股5%。

另外，奥特迅、永鼎股份、国光电气、沃尔核材等企业也在核聚变产业链的不同环节有所布局。

近年来，中国政府高度重视核聚变技术的研发与应用，将其视为战略新兴产业和双碳政策的重要一环。国务院、国家发改委、国家能源局等部门相继出台了一系列支持政策，加快构建现代能源体系，并明确可控核聚变领域为未来能源的重要方向。

在政策支持下，中国核聚变产业的研发投入不断增加。据相关报告，截至2023年，研究可控核聚变的公司共融资62亿美元，其中私人投资占据了大部分比例。此外，国内多家企业和科研机构也在积极投入资源，推动核聚变技术的研发和应用。

中国在核聚变领域取得了多项重要技术成果。“神光-Ⅲ”主机装置的成功研制，标志着我国已具备十万焦耳级ICF实验能力，为我国开展关键物理过程研究、高能量密度物理研究提供了重要实验平台。“中国环流三号”在试运行中首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，刷新了我国磁约束聚变装置的运行纪录。同时，我国还在推动更高功率的“神光”Ⅳ号装置的建设。

此外，我国还在氚回收、等离子体稳态高约束等方面取得了显著进展，提升了聚变落地的可行性。

资本加速入局聚变产业，未来能源有望成为现实

世界上共有50多个国家正在进行140多项核聚变装置的研发和建设。自20世纪50年代以来，物理学家一直试图利用为太阳提供能源的核聚变反应。

直到2022年12月5日美国的劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）实现了聚变点火，首次在可控核聚变实验中实现核聚变反应的净能量增益。

2017年，由6名麻省理工学院（MIT）教授联合创立的“联邦核聚变系统”（Commonwealth Fusion Systems）公司。2018年，从意大利埃尼集团（Eni）筹集到5000万美元的资金，还得到了“突破能源基金”（BEV）一笔数目不详的投资。突破能源基金的幕后金主包括比尔·盖茨（微软创始人），杰夫·贝佐斯（亚马逊创始人），理查德·布兰森（维珍集团创始人）和马克·扎克伯格（Facebook创始人）等。

2024年7月1日，国际热核聚变实验反应堆项目（ITER，又称“人造太阳”计划）迎来重要里程碑。经过二十年的设计、生产、制造和组装，这个跨国合作项目的大型环形场线圈在日本和欧洲成功完工并交付。据ITER官方发布的消息，19个巨型线圈都已运抵法国南部，为这个巨型核聚变项目的首次等离子体实验铺平了道路。在ITER项目中，各国的贡献被细分为22个采购包和97个子包。我国承担了其中12个子包的制造任务，包括制造关键零部件和系统，这些部件对于ITER装置的成功建设和运行至关重要。

2023年11月，由日本和欧盟共同合作建造运行的超导托卡马克装置JT-60SA成功点火。

日本的Kyoto Fusioneering是一家由京都大学研究人员于2019年创立的初创公司，总部位于东京。该公司致力于核聚变发电的商业化，并在被称为“回旋振荡管（gyrotron）”的等离子加热装置领域展现出较高的技术能力。Kyoto Fusioneering获得了三菱商事、关西电力、日本政府旗下基金等16家企业合计投资约100亿日元（约7360万美元），计划在2024年在日本国内设置核聚变发电的小规模实验设备，以验证回旋振荡管等装置能否稳定运转以及提取热量等。

随着新材料、3D打印等新技术进步，可控核聚变商业化的确定性大幅增加。

根据聚变行业协会（FIA）发布的报告，全球可控核聚变行业的融资总额在过去几年中持续增长。截至2024年4月，全球可控核聚变行业所获得的总投资额已达到71亿美元，较2023年同期增加9亿美元，相比2022年同期增加23亿美元，显示出投资者对该领域的浓厚兴趣。

参与融资的可控核聚变公司数量也在不断增加。FIA的报告显示，截至2024年，已有45家开发商业聚变的私营公司，高于2023年的43家、2022年的33家和2021年的23家，整个行业对市场进入的信心呈现持续增长态势。

国际上，微软与核聚变公司Helion Energy达成购电协议，进一步证明了核聚变技术的商业潜力和市场价值。

作为美国核聚变领域的初创企业，CFS（Commonwealth Fusion Systems）在核聚变领域取得了显著进展，并获得了大量投资。该公司计划在2026年实现SPARC的首次等离子体，并在此后不久实现Q>1（即生产的聚变能量超过机器运行所需的能量）。CFS的融资来自Tiger Global等机构。

Helion Energy采用磁惯性约束技术路线，并计划在2028年完成其首个聚变原型机Polaris。该公司已获得包括微软在内的多家知名企业的投资，并在等离子体注射器测试中取得了关键技术进展。

Xcimer Energy 和 SHINE Technologies这两家美国聚变能源公司也在2024年获得了较高的融资额度，分别为1亿美元和9000万美元，显示出资本市场对核聚变技术的认可。

瀚海聚能作为中国的核聚变初创公司，于2022年成立，并在今年4月完成了5000万元的天使轮融资。该轮融资由华映资本、奇绩创坛等机构领投，将用于线性装置物理和工程设计。

星环聚能已完成数亿元人民币的Pre-A轮融资。该轮融资由上海知识产权基金领投，资金将主要用于新一代聚变验证装置的设计、研发和建造。

聚变新能在2023年完成了15亿元的天使轮融资。

能量奇点在近两年内获得了每轮约4亿元的天使轮和Pre-A轮融资。

新能源成为推动经济可持续发展的重要力量。随着可控核聚变领域的融资热度升温，越来越多的投资机构开始加码布局这一领域。中科创星、蔚来资本等投资机构投资了这一领域的多家企业，显示出他们对可控核聚变技术商业化前景的看好。

未来，随着技术的不断进步和政策的持续支持，中国核聚变产业有望迎来更加广阔的发展空间。中国核聚变技术的不断发展将为解决能源危机、推动经济可持续发展提供重要支撑。可控核聚变的实际应用，将为人类社会的能源利用带来革命性的变化。