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| “人造太陽”背后的變局：中美為何押注這塊萬億蛋糕 |
| 來源：星海情報(bào)局 時(shí)間：2025/10/11 |
一場能源革命正在加速來臨。
就在全世界還在為石油、天然氣爭個(gè)不停的時(shí)候，中美兩個(gè)大國已經(jīng)領(lǐng)跑了另一條能源賽道——核聚變，也就是我們常說的“人造太陽”。
這技術(shù)聽起來特別科幻，說白了就是模仿太陽發(fā)光發(fā)熱的原理，讓原子核在極端條件下結(jié)合，爆發(fā)出巨大能量。它也被叫做“終極能源”，是因?yàn)樗娜剂蟻碜院Ｋ瑤缀跞≈槐M，而且非常清潔，本質(zhì)上也很安全。
以前總覺得這是遙遠(yuǎn)未來的事，但現(xiàn)在它正從實(shí)驗(yàn)室快步走向現(xiàn)實(shí)。
最近英國《每日電訊報(bào)》報(bào)道，中國正在以“閃電速度”掌控核聚變產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈，想在美國之前先把這技術(shù)變成真正的電力。
美國人顯然也感覺到了壓力。美國初創(chuàng)企業(yè)太平洋(4.590, -0.03, -0.65%)聚變公司創(chuàng)始人威爾·里根警告說：“中國在核聚變方面的崛起，對美國的能源主導(dǎo)地位構(gòu)成了生存威脅。”
中國科學(xué)家則拿出了更實(shí)在的數(shù)據(jù)。
最近，中國科學(xué)院院士張杰表示，中國正在研發(fā)的一種激光核聚變，加熱效率比美國同類技術(shù)高了30倍，發(fā)電成本有望降至每兆瓦時(shí)25美元左右，預(yù)計(jì)到2045年中國電價(jià)僅為美國的一半。
這場比賽早就不是誰先造出“太陽”那么簡單了，它關(guān)系到未來全球能源聽誰的、下一次工業(yè)革命由誰來主導(dǎo)。用張杰院士的話說，聚變能帶來的變革將“超越迄今為止所有三次工業(yè)革命影響的總和”。
我們就來看看，中美兩國在這場“人造太陽”的競賽中，都是怎么出牌的？這場能源變革背后的推力究竟是什么？未來又將如何演變？
01 多元力量，同場競逐：
國家隊(duì)和創(chuàng)業(yè)幫都在加速跑
曾幾何時(shí)，核聚變這東西只在幾個(gè)大國的高級實(shí)驗(yàn)室里折騰，每年燒錢如流水，進(jìn)展卻像蝸牛爬。
不過現(xiàn)在，情況徹底變了。核聚變已不再是國家隊(duì)的專屬游戲，而是變成了國家隊(duì)和創(chuàng)業(yè)幫一起上的“混合雙打”。
尤其中國和美國在核聚變上表現(xiàn)得最突出，雙方都在拼命狂奔，看誰先點(diǎn)亮那盞由聚變能發(fā)電的燈。
如果說核聚變是場馬拉松，那國家隊(duì)就是職業(yè)選手，拼的是長期投入和系統(tǒng)訓(xùn)練。
中國這邊，搞核聚變已經(jīng)不是“科研”，而是“國運(yùn)”。國家層面已經(jīng)將核聚變納入“未來產(chǎn)業(yè)十大工程”，2030年前計(jì)劃投入超3000億元。
沖在前面的，是中國科學(xué)院和中核集團(tuán)這兩大主力。一個(gè)主攻基礎(chǔ)研究，一個(gè)負(fù)責(zé)工程攻堅(jiān)。
其中，中科院的EAST（東方超環(huán)）裝置，在今年1月創(chuàng)下了“1億攝氏度1066秒”的長脈沖高約束模運(yùn)行世界紀(jì)錄，為聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行提供了關(guān)鍵驗(yàn)證。
這就像你生了一堆旺盛的篝火，不僅讓它的溫度燒到了太陽核心溫度（1500萬攝氏度）近7倍，還能讓它持續(xù)穩(wěn)定地?zé)藢⒔?8分鐘，而不是瞬間就熄滅了。這在技術(shù)上非常難實(shí)現(xiàn)，證明了咱們有能力長時(shí)間控制這種極端能量。
中核集團(tuán)的“中國環(huán)流三號”裝置，則在今年3月實(shí)現(xiàn)了“雙億度”運(yùn)行等重大突破。它的突破在于，首次讓核聚變離子和電子的溫度分別達(dá)到1.17億度和1.6億度，正式進(jìn)入聚變?nèi)紵龑?shí)驗(yàn)階段。
你可以把核聚變想象成一團(tuán)“火”，它由兩種不同的“燃料”混合而成。這個(gè)裝置讓這兩種“燃料”同時(shí)都達(dá)到了產(chǎn)生聚變所需的極高溫度，為劇烈、高效的燃燒（聚變反應(yīng)）創(chuàng)造了完美條件。
但光在實(shí)驗(yàn)室里破紀(jì)錄還不夠。
今年7月，一個(gè)重磅玩家登場了——注冊資本150億元的中國聚變能源有限公司（CFEC）正式成立。
這可不是普通的公司，而是中核集團(tuán)直屬的聚變商業(yè)化平臺，稱得上中國核聚變事業(yè)的“國家隊(duì)旗艦”。它的任務(wù)很明確——把實(shí)驗(yàn)室里的成果，變成能發(fā)電的商業(yè)產(chǎn)品。
CFEC畫下了一條清晰的路線圖——以托卡馬克技術(shù)為主，按照實(shí)驗(yàn)堆、示范堆、商用堆“三步走”，最終讓聚變能走進(jìn)千家萬戶。
更重要的是，以前各研究所單打獨(dú)斗，現(xiàn)在有了CFEC這個(gè)“專業(yè)總包工頭”，從技術(shù)、設(shè)備到找錢、運(yùn)營，全部打包管理，效率直接拉滿。
這種集中力量辦大事的模式，就像握緊了拳頭打出去，力道自然不一樣。
聯(lián)邦核聚變系統(tǒng)公司CEO鮑勃·馬姆加德感嘆道：“他們（中國）的設(shè)施太大了，從太空中都能看到。這是一場由國家組織的協(xié)調(diào)一致的行動，旨在贏得核聚變競賽。”
中國的行動力確實(shí)驚人。
作為聚變工程“三步走”戰(zhàn)略的重要組成部分，緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST在今年3月首塊頂板順利澆筑，到了5月就開啟工程總裝，較原計(jì)劃提前兩個(gè)月。
10月1日，BEST建設(shè)又取得關(guān)鍵突破，杜瓦底座成功完成吊裝，正式進(jìn)入主機(jī)組裝的全新階段。
這個(gè)BEST裝置的目標(biāo)很明確：首次在國際上驗(yàn)證演示核聚變發(fā)電，在2030年通過核聚變發(fā)電點(diǎn)亮第一盞燈。
視線轉(zhuǎn)向美國，他們的國家力量同樣不容小覷。
美國能源部（DOE）是總指揮部，旗下的聚變能源科學(xué)辦公室負(fù)責(zé)制定戰(zhàn)略、分配資金、協(xié)調(diào)合作。2024年，它發(fā)布的《聚變能戰(zhàn)略》明確了三大支柱——縮小科技差距、鋪平商業(yè)化道路和建立伙伴關(guān)系。
今年9月，美國能源部宣布投入1.34億美元，以加速核聚變能源技術(shù)的發(fā)展，并加強(qiáng)私營部門、國家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)之間的合作。事實(shí)上，美國能源部的國家實(shí)驗(yàn)室體系，就像一支分工明確、又合作緊密的特種部隊(duì)：
橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室手里有幾張硬牌，比如它的高通量同位素反應(yīng)堆，像個(gè)超級“中子顯微鏡”，能看清材料在極端環(huán)境下的表現(xiàn)。它還研究怎么給反應(yīng)堆“喂燃料”、用3D打印零件，用數(shù)字模擬系統(tǒng)運(yùn)行，技術(shù)底子相當(dāng)扎實(shí)。
而讓這場比賽進(jìn)一步熱鬧起來的，還有那些正在創(chuàng)業(yè)的民營企業(yè)。
它們不再是小打小鬧，而是真的能和國家隊(duì)互補(bǔ)，甚至在某些點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)反超，給整個(gè)領(lǐng)域注入了新鮮血液。
中國的民企雖然起步晚，但跑得飛快。
2021年才成立的“能量奇點(diǎn)”，是中國第一家搞核聚變的民營公司。它的目標(biāo)很猛：2025年建成實(shí)驗(yàn)裝置，2030年前就要示范發(fā)電。
人家不是吹牛，2024年它就真的造出了全球首個(gè)全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置，名字也很霸氣，叫“洪荒70”。
還有像“星環(huán)聚能”“瀚海聚能”這樣的公司，則選擇了與主流托卡馬克不同的技術(shù)路線，比如選擇了球形托卡馬克、場反位形等小眾路線。典型的換道超車，賭的就是成本和效率。
美國的核聚變初創(chuàng)企業(yè)，同樣兇猛。
比如，從麻省理工學(xué)院孵化出來的CFS，已是全球融資最強(qiáng)、商業(yè)化路徑最清晰的明星初創(chuàng)。
還有幾家也挺有意思，Helion Energy不玩常見的托卡馬克，搞線性裝置，強(qiáng)調(diào)緊湊和快速能量回收；Zap Energy 則專注更簡單的 Z-Pinch 技術(shù)，試圖用低成本和快迭代出奇制勝。
所以你看，這場“人造太陽”的競賽，早已不是單純的科研論文競賽。它既是國家意志與工業(yè)底牌的較量，也是民間智慧與商業(yè)野心的綻放。
02 核聚變加速背后的“三重推力”：
為什么是現(xiàn)在？
某條科技賽道的爆發(fā)，往往需要幾股力量一起推。
核聚變突然快起來，不是偶然，而是因?yàn)槭侨笫屡龅搅艘黄穑纬闪藦?qiáng)大的推力——需求、技術(shù)，以及資金和政策。
第一推，來自AI這個(gè)“電老虎”產(chǎn)生的龐大需求。
都知道AI是未來，發(fā)展得也飛快，但它有個(gè)大問題：太耗電了。
訓(xùn)練一個(gè)大模型，消耗的電能可能夠一個(gè)小城市用幾年。遍布全球的數(shù)據(jù)中心，正是這樣一群24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的“電老虎”。有專家預(yù)測，這個(gè)“電老虎”可能要吃掉全球20%的電。
OpenAI的奧特曼說得很直白：未來的AI需要能源方面的突破，因?yàn)锳I消耗的電力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們的預(yù)期。馬斯克也預(yù)言，AI行業(yè)很快會從“缺硅”變成“缺電”。
這下，許多國家政府和科技公司坐不住了。
水電成本雖然低，但受地理和季節(jié)的嚴(yán)重制約。風(fēng)能太陽能(4.700, 0.03, 0.64%)雖然好，但也是看天吃飯，穩(wěn)定性不夠，沒法保證數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定用電。火電雖然穩(wěn)定，但需要煤，在碳中和目標(biāo)下也面臨壓力。現(xiàn)在的核裂變電站，又有核廢料的麻煩，讓人頭疼。
于是，核聚變——這種燃料幾乎無限、穩(wěn)定供應(yīng)、沒有污染、而且本質(zhì)安全（不會爆炸）的能源，就從“未來可期”變成了“必須拿下”。
在奧特曼看來，核聚變才是終極答案，它將是“最便宜、最豐富、最可靠的能源”。
業(yè)內(nèi)也流傳這句話“AI的終點(diǎn)是能源，能源的終點(diǎn)是聚變”。
第二推，是技術(shù)憋了大招，尤其是高溫超導(dǎo)這個(gè)“神器”。
光有需求，沒有本事，那也是白搭。
幸運(yùn)的是，核聚變技術(shù)憋了幾十年，最近終于捅破了幾層關(guān)鍵的窗戶紙。其中最關(guān)鍵的一招，就是高溫超導(dǎo)材料的成熟。
要理解它多重要，咱們得先搞懂核聚變裝置的核心——“托卡馬克”。
你可以把它想象成一個(gè)用磁場編織的“籠子”，專門用來關(guān)住上億攝氏度的等離子體“火球”，然后其內(nèi)的氘、氚原子核會以極高速度碰撞，聚合生成氦原子核和一個(gè)中子，這個(gè)過程會釋放出巨大的能量，這標(biāo)志著核聚變反應(yīng)的發(fā)生，后續(xù)能量可以轉(zhuǎn)化成電能。
這個(gè)“磁籠子”夠不夠結(jié)實(shí)，直接決定了能不能成功發(fā)電。
過去，很多機(jī)構(gòu)使用的是低溫超導(dǎo)材料制造這個(gè)“磁籠子”，這類材料非常“嬌氣”，必須用極其昂貴的液氦冷卻到接近絕對零度（-269℃），而且即便費(fèi)這么大勁，它們能產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度仍然有限。這就導(dǎo)致了一個(gè)尷尬的局面：
為了達(dá)到聚變條件，機(jī)構(gòu)只能把裝置越造越大，讓傳統(tǒng)的托卡馬克變成了一個(gè)個(gè)耗資數(shù)百億、建造周期長達(dá)數(shù)十年的“巨無霸”。
而如今，新一代高溫超導(dǎo)材料改變了這個(gè)局面。 與低溫超導(dǎo)材料不同，高溫超導(dǎo)材料可以在更高的溫度（如液氮溫區(qū)）下運(yùn)行。比如，它只需要用更便宜、更容易獲取的液氮來冷卻（-196℃左右），大大降低了制冷系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。
更重要的是，它能在更小的體積里爆發(fā)出更強(qiáng)的磁場。
這里有個(gè)關(guān)鍵知識點(diǎn)：聚變功率和磁場強(qiáng)度的四次方成正比。翻譯過來就是，磁場強(qiáng)一倍，聚變功率直接飆到原來的16倍。
這個(gè)指數(shù)級的提升，帶來了革命性變化：裝置可以造得更小、更便宜、更快。
好比原來需要造個(gè)體育館才能關(guān)住的猛獸，現(xiàn)在換個(gè)更結(jié)實(shí)的籠子，一個(gè)房間就夠了。
成本和時(shí)間的斷崖式下降，讓民營企業(yè)看到了希望，紛紛下場參賽。比如，美國CFS公司設(shè)計(jì)的SPARC實(shí)驗(yàn)堆，使用了稀土鋇銅氧（REBCO）高溫超導(dǎo)帶材料，體積僅為國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）的約1.3%，建造成本從數(shù)百億美元級別驟降至數(shù)十億美元級別，建造周期也從數(shù)十年縮短到幾年。
另一個(gè)神助攻，還是AI自己。核聚變的一個(gè)難點(diǎn)，是馴服那個(gè)上億度的等離子體“火球”，它太調(diào)皮，行為難以預(yù)測。
現(xiàn)在，研究人員用AI和機(jī)器學(xué)習(xí)，能快速分析數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)，把過去需要幾個(gè)月的調(diào)試時(shí)間，縮短到幾天甚至幾小時(shí)。
技術(shù)瓶頸就這樣一個(gè)接一個(gè)被敲開了，給核聚變的商業(yè)業(yè)注入推力。
第三推，是錢和政策這兩大助力。
核聚變無疑是塊巨大蛋糕。國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）預(yù)測，2030年全球可控核聚變市場規(guī)模有望達(dá)到4965億美元，2050年或突破萬億美元。
資本的鼻子最靈。一個(gè)萬億美元級別的未來市場，讓全球資本都紅了眼，敢往那些聽著像天方夜譚的項(xiàng)目里砸錢。
外媒CNBC今年報(bào)道，中國和美國正在競相成為首個(gè)創(chuàng)造電網(wǎng)規(guī)模核聚變能源的國家，而中國每年投在核聚變上的公共資金，差不多是美國的兩倍。
在民私人企業(yè)的股權(quán)融資上，根據(jù)聚變咨詢機(jī)構(gòu)Fusion Energy Base的統(tǒng)計(jì)，截至2025年7月，美國聚變公司累計(jì)吸引了約62.8億美元投資，中國公司累計(jì)吸引了約27.9億美元投資，二者遠(yuǎn)超所有其他國家。
資金的加速涌入，不僅解決了吃飯問題，更帶來了高效的商業(yè)思維、明確的節(jié)點(diǎn)和緊迫的時(shí)間表，改變了以往不緊不慢的科研節(jié)奏。
同時(shí)，政策綠燈也亮了起來。今年9月，中國頒布《原子能法》，從法律層面給聚變發(fā)展保駕護(hù)航。美國則在簡化核聚變裝置的審批流程，給創(chuàng)新松綁。
需求、技術(shù)、資金和政策，這三股力量形成一股合力，就是核聚變突然加速的真正原因。
它不是單一事件，而是一個(gè)時(shí)代到了。
03 未來圖景：
時(shí)間表、新機(jī)遇與終極游戲規(guī)則
三重推力為核聚變注入了強(qiáng)大動能，讓所有參賽者在通往“終極能源”的賽道上加速狂奔。
但這更像一場馬拉松，而非百米沖刺——在跑向終點(diǎn)的路上，時(shí)間進(jìn)度、中途機(jī)會，以及最后決定輸贏的規(guī)則，都越來越清楚。
首先，時(shí)間表徹底更新了：從“這輩子看不到了”變成“快了快了”。
以前，核聚變更多存在于科幻小說里的場景。在科幻小說《三體》中，作者劉慈欣描繪了一個(gè)被核聚變改變的未來世界：城市天空上漂浮著數(shù)不盡的電力網(wǎng)絡(luò)，能源就像空氣一樣無處不在。人類已經(jīng)擺脫了對化石燃料的依賴，文明在無限能量的支撐下變得無比繁榮。
在業(yè)內(nèi)，也流傳著“核聚變永遠(yuǎn)還要50年”的魔咒。
如今，理想正在照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，魔咒正在被打破。雖然困難還是一籮筐，但核聚變已經(jīng)從科幻走進(jìn)了計(jì)劃書，成了實(shí)實(shí)在在要完成的任務(wù)。
比如，中國的BEST裝置預(yù)計(jì)2027年底建成，并計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)首次聚變發(fā)電演示。今年9月美國能源部長預(yù)測，商業(yè)化核聚變發(fā)電最快可能在8年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，最遲不會超過15年。
值得關(guān)注的是中國的多路線布局，特別是在激光聚變上的快速進(jìn)步，像一條鯰魚攪動著整個(gè)賽場。如果張杰院士所說的“激光聚變路徑”真的走通了，那絕對是王炸。這意味著，我們可能不用苦等完美的托卡馬克，就能提前用上聚變能源。
其次，一個(gè)實(shí)實(shí)在在的大機(jī)會已經(jīng)來了：“賣鏟子”的黃金時(shí)代到了。
當(dāng)年美國加州淘金熱，大部分淘金客沒發(fā)財(cái)，反而是那些賣鏟子、牛仔褲、帳篷給他們的“賣鏟人”賺了大錢。這個(gè)故事，在今天這場核聚變競賽里也在上演。
在“人造太陽”完全成功之前，一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)會已經(jīng)擺在那里。不管最后是哪條技術(shù)路線、哪個(gè)國家、哪家公司贏了，他們都離不開一些共同的核心零件和工具。
比如，超導(dǎo)材料和磁體堪稱整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”，它決定了磁約束的效率和強(qiáng)度。誰能制造出性能更優(yōu)、成本更低的超導(dǎo)帶材和磁體，誰就掌握了產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
有了強(qiáng)大的磁場還不夠。 直接面對億度高溫等離子體的“第一壁”材料，需要承受極端的熱負(fù)荷和中子輻射，這是材料科學(xué)面臨的終極考驗(yàn)，也孕育著巨大的市場機(jī)遇。
而要駕馭所有這些尖端部件，離不開精密的制造和工程設(shè)計(jì)。聚變裝置是極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對制造精度和系統(tǒng)集成能力提出了前所未有的要求。
這些領(lǐng)域的“賣鏟人”，不用賭最后誰能成功，卻能在整個(gè)行業(yè)爆發(fā)時(shí)穩(wěn)穩(wěn)賺錢。
最后，決定勝負(fù)的是生態(tài)構(gòu)建能力，這比單純的技術(shù)領(lǐng)先更高一層。
等技術(shù)慢慢成熟，路線慢慢清晰，最后的競爭會升級。
它將不再是“誰先造出來”的競賽，而是“誰能定標(biāo)準(zhǔn)、誰能建生態(tài)、誰能整合全球資源”的較量。
這就像現(xiàn)在的智能手機(jī)，iOS和安卓比的早就不單是哪個(gè)技術(shù)更強(qiáng)，而是誰的系統(tǒng)里應(yīng)用更多、開發(fā)者更活躍、用戶體驗(yàn)更好。
核聚變也一樣。
未來，誰能建立起一個(gè)融合了技術(shù)專利、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、資本、供應(yīng)鏈和全球市場的完整生態(tài)，誰就能掌握定義未來能源世界的話語權(quán)。
這里就能看出中美布局的深層不同了。
中國在大型工程建設(shè)、全產(chǎn)業(yè)鏈制造和成本控制上優(yōu)勢明顯，能快速把技術(shù)變成實(shí)物，還能控制住總成本。美國在原始創(chuàng)新、風(fēng)險(xiǎn)投資和構(gòu)建全球化學(xué)研生態(tài)上傳統(tǒng)很強(qiáng)，不停冒出顛覆性的想法并給它們找錢。
當(dāng)然了，這種差異并非絕對。中國也在通過民營公司的崛起，展現(xiàn)出驚人的原始創(chuàng)新能力，美國同樣有大規(guī)模的國家實(shí)驗(yàn)室體系和工程項(xiàng)目。
它們很可能不是誰完全取代誰，而是在又競爭又合作的復(fù)雜關(guān)系中，一起捏出一個(gè)全新的全球能源格局。而在這場長跑里，一個(gè)強(qiáng)大、自己能掌控的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，會是比單一技術(shù)突破更可靠的護(hù)城河。
話說回來，這場“人造太陽”的競賽，我們每一個(gè)人都不僅是看客，更是馬上就要走進(jìn)這個(gè)新世界的親歷者。
一個(gè)能量巨大、清潔又便宜的能源時(shí)代，正在加速到來。
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