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点燃“人造太阳”:通向未来能源的新纪元

发布:2025-09-01 · 事件:2025-09-01
随着全球能源结构加速向清洁低碳转型,核聚变研发已从基础科学验证迈入商业化探索的关键过渡期。我国将核聚变能列为“十五五”规划重点发展的未来产业,明确其作为“终极清洁能源”的战略定位,提出推动其成为新的经济增长点。近日,在法国巴黎举行的第二届核能峰会上,我国宣布加入由22个国家在第28届联合国气候变化大会上共同发起的《三倍核能宣言》。该宣言旨在到2050年将全球核能装机容量提升至2020年水平的三倍,以此作为应对气候变化、保障能源安全的重要路径。
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随着全球能源结构加速向清洁低碳转型,核聚变研发已从基础科学验证迈入商业化探索的关键过渡期。我国将核聚变能列为“十五五”规划重点发展的未来产业,明确其作为“终极清洁能源”的战略定位,提出推动其成为新的经济增长点。近日,在法国巴黎举行的第二届核能峰会上,我国宣布加入由22个国家在第28届联合国气候变化大会上共同发起的《三倍核能宣言》。该宣言旨在到2050年将全球核能装机容量提升至2020年水平的三倍,以此作为应对气候变化、保障能源安全的重要路径。这一举措既是落实统筹能源安全新战略的重大选择,也彰显了我国在核能领域积极参与全球合作的开放姿态。本期专题基于全球核聚变进展、各国政策动向及油气产业资本布局,围绕构建未来能源体系,为探寻全球能源发展新路径提供前瞻性展望。 本版文字除署名外由 中核战略规划总院有限公司 崔增琪 刘佳宁 高 彬 提供 在电影《流浪地球》中,人类依靠“行星发动机”为地球提供能量,推动地球踏上漫长旅程。虽然是科幻设定,但它背后的能源构想,指向一项现实中正在研究的前沿技术——核聚变。 核聚变,是指两个较轻的原子核在极高温度和压力下聚合形成一个较重的原子核,并伴随质量亏损释放巨大能量的核反应过程。太阳的发光发热,本质上就是氢核聚变为氦的过程。科学家试图在地球上实现可控核聚变,因此常将其比喻为“人造太阳”。 目前研究最多的是“氘+氚”组合,因为它相对更容易实现聚变反应,所以多数实验装置都优先选择这种路线。虽然过程中会产生高能中子,并涉及燃料获取等问题,但它仍是最现实可行的一种方案。 当核聚变从实验室的理论探索走向工程化验证的关键阶段,一场围绕“终极能源”主导权的产业布局竞赛已在全球悄然开启。传统油气公司正成为这场能源赛道竞逐中最活跃的产业资本力量之一。 2024年起,中国石油通过旗下昆仑资本先后投资两家聚变企业:依托中科院等离子体所的聚变新能(安徽),出资29亿元持股20%;源自中核集团西南物理研究院的中国聚变能源有限公司,投资30.06亿元获得20%股份,并成为其第二大股东。随着今年两会将未来能源纳入国家重点培育新兴产业范畴,“十五五”规划将可控核聚变列为前沿科技攻关重大工程,中国石油的前瞻布局获得了政策层面的有力支持。目前,中国石油已深度参与聚变新能BEST实验装置建设,不仅为未来聚变业务积累了宝贵经验,也显示出其在能源转型中押注“终极能源”的战略决心。 4月15日,中国海油与中核集团签署战略合作协议,双方将在新能源开发、核电项目合作、科技创新等领域深度协同。此次合作的直接动因是中国海油在深远海开采中面临的核心供电难题:以“深海一号”为代表的气田水深超1500米、离岸距离约150公里,传统岸电方案随距离拉长使得成本急剧攀升,海上风电又无法提供稳定基荷。中核集团旗下电功率12.5万千瓦的“玲龙一号”(ACP100)小型模块化反应堆成为破解这一难题的关键方案,其全被动安全系统、24个月换料周期及模块化设计,完美匹配深远海平台的供电需求。这既是突破更深水域油气开采瓶颈的必要举措,也蕴含着深远的战略考量:若合作成功,双方将共同打造“核能基荷+风电增量”的能源解决方案,有望成为全球深海能源开发的行业标准。 中国石化积极构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系。目前,公司暂未直接投资核电及聚变相关企业,而是立足自身产业优势,聚焦核能与现有业务的协同创新,持续深化核电领域高性能材料的产学研合作。上海石化自主研发生产的核电用高密度聚乙烯双层管道材料,性能达到行业领先水平,为核电站“血管系统”提供可靠保障。润滑油公司旗下长城L-TSA/LF长寿命涡轮机油,凭借出色的润滑性能与成熟的核电应用经验,成功配套石岛湾核电汽轮机润滑系统,以优质产品助力我国核电事业高质量发展。 放眼全球,国际油气公司的布局启动更早、模式更多元,正从单纯的财务投资向深度产业协同加速演进。 意大利埃尼公司与美国联邦聚变系统公司(CFS)2025年9月签署一项价值超过10亿美元的购电协议。根据该协议,埃尼公司将采购联邦聚变系统公司在弗吉尼亚州建设的400兆瓦ARC聚变发电厂所产电力。埃尼公司首席执行官表示,这份购电协议“标志着核聚变成为全面工业机遇的转折点”。 值得关注的是,这是联邦聚变系统公司在3个月内签署的第二个重大购电协议,此前谷歌母公司Alphabet也曾签署协议购买该电厂200兆瓦电力。对埃尼公司而言,该交易是落实2050年净零排放战略的关键一步,旨在提前锁定未来清洁电力供应。 美国雪佛龙则选择以风险投资的形式布局核聚变领域,旗下风险投资部门去年参与聚变初创公司TAE Technologies的融资,通过资本注入深度绑定前沿技术研发。 中东油气公司也在积极行动。阿布扎比国家石油公司(ADNOC)与阿联酋核能公司2024年11月签署战略合作协议,旨在评估部署小型模块化反应堆(SMR)等先进技术,并研究将巴拉卡核电站的余热用于阿布扎比国油的油气业务。根据该协议,阿联酋核能公司将利用在核能领域的技术专长,为阿布扎比国油确定适合的核反应堆技术,并进行全面的技术和经济评估。目前,巴拉卡核电站4台机组已全部投入商业运营,年发电量达40太瓦时,可满足阿联酋25%的电力需求。此次合作标志着中东油气公司正式启动“油气+核能”的协同布局。 从全球范围看,油气资本在核聚变领域的投资模式日益多元化。从中国石油的直接股权注资,到埃尼公司的购电协议,再到雪佛龙的风险投资布局,油气企业正通过多样化路径锁定未来能源赛道。其战略动机也在不断深化,人工智能产业的算力需求爆发、深远海开发的供电瓶颈、全球碳减排的刚性压力,共同推动稳定清洁的聚变电力成为下一代基础设施的制高点。 与此同时,核聚变技术的商业化进程明显加速,从联邦聚变系统公司连签两份购电协议,到我国BEST实验装置开工建设、“玲龙一号”并网发电,核聚变及相关小型堆技术正加速从实验室走向工程验证阶段。 核聚变技术凭借巨大的潜力和深远的战略意义,正吸引越来越多的国际大型能源企业加速布局。他们的战略投入与产业协同不仅为核聚变技术的研发和商业化进程提供了动力,更将推动全球能源格局向清洁、高效、可持续的方向加速演进。 全球不同技术路线的竞争本质上是各国研发主体在技术成熟度、工程可行性、商业化经济性之间的权衡选择。国家队与大型科研机构多选择发展相对成熟的传统托卡马克路线,稳步推进工程化验证。私营企业更偏向紧凑型、低成本路线,以快速实现技术里程碑、缩短商业化周期。德国在仿星器等特色路线上保持长期投入,已形成技术储备。美国则凭借强大的基础科研能力与资本实力,实现全路线并行布局,在惯性约束与高温超导托卡马克两大方向均居全球领先地位。 从现有装置布局和各国计划看,托卡马克路线仍是未来全球核聚变工程化的主流路线,高温超导技术突破将成为实现商业化经济性的关键。仿星器、惯性约束、球形托卡马克等路线具备差异化发展潜力,有望成为重要补充。多路线并行探索、相互借鉴、协同发展,将是全球核聚变发展的趋势。 此外,私营资本大规模涌入是近十年全球核聚变领域最显著的变化。全球主要国家形成了差异化的“公私合作”模式,其背后是各国科技体制、资本市场、产业基础的深刻差异,并决定了核聚变商业化探索的进程与效果。
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