全球核聚变：能源革命的终极方案与中国作为

摘 要: 
核聚变技术被视为破解当前全球能源困局和应对气候变化挑战的“终极答案”。核聚变的潜力巨大，各国对核聚变的重视程度日益提升，聚变堆商业化进程加速，相关政策与制度保障逐渐完善，国际热核聚变实验堆（ITER）项目是目前全球规模最大的核聚变研究合作项目，汇集了全球顶尖的科研力量。中国在核聚变研究领域也取得了显著成就，正从“跟跑者”向“领跑者”转变。未来，中国将继续在促进核聚变商业化进程、完善规则和标准体系、加强国际合作等领域持续发力，为构建“人类命运共同体”注入清洁动能。

关键词：核聚变；商业化；核法律体系；国际合作

20世纪50年代起，全球科研人员投身于被誉为“人造太阳”的探索之旅——可控核聚变发展之路，试图将蕴藏于原子核深处的万亿能量转化为永续的清洁能源。核聚变技术因其巨大的能量潜力、近乎无限的燃料供应以及零碳排放的特性，被视为破解当前全球能源困局和应对气候变化挑战的“终极答案”。如今，随着国际热核聚变实验堆（ITER）项目的稳步推进、美国国家点火装置（NIF）在激光点火技术上的突破，以及中国“人造太阳”EAST屡创高温等离子体运行纪录，人类距离实现可控核聚变这一终极能源梦想已不再遥远。然而，核聚变技术的商业化仍面临诸多挑战，包括材料耐受性、氚燃料循环和工程设计复杂性等问题。这些问题的解决不仅需要全球科学家的共同努力，更需要各国政府的政策支持和国际间的深度合作。

一、核聚变的科学原理与潜力

核聚变是指将轻原子核（如氘、氚）在超高温高压下融合，释放出巨大能量的过程。这一过程与太阳内部的能量产生机制类似，因此核聚变也被称为“人造太阳”。

核聚变具有显著的优势。与水电、风电、太阳能等清洁能源相比，核能以其良好的经济性和环境友好性具有其他能源不可比拟的优越性，成为解决能源短缺问题、促进可持续发展的不可替代的重要能源。其优势主要体现在以下几个方面。首先，聚变堆对环境友好。核聚变不会向大气中排放二氧化碳或其他温室气体，因此，与核裂变一起，可以作为一种低碳能源在未来发挥减缓气候变化的作用。另外，聚变堆发电不会产生长寿命、高放射性的废物，其在减轻核电站废物管理压力的同时，进一步强化了对环境的保护。其次，聚变堆具有更优的经济性。聚变堆相较于热堆与快堆，满足全球一次能源消耗仅需消耗一个标准泳池的重水，其重水的消耗量远少于包含热堆和快堆在内的裂变电站，经济性更显著。再次，聚变堆的安全性更高。聚变堆的运行条件极为苛刻，达成聚变反应的条件缺一不可，某一条件不满足即会终止反应，不存在失控和熔毁风险。最后，聚变堆的燃料来源更加丰富。热堆与快堆的反应主要原料来自于天然铀，其中热堆能够利用0.7%左右的天然铀，快堆相较热堆资源利用率有所上升，能够利用99.3%左右的天然铀，二者分别被认为能够解决百年尺度及千年尺度的能源问题，而聚变堆的反应主要原料氘大量存在于海洋中，粗略估计可供人类使用百亿年，或将解决未来能源问题。

核聚变的潜力巨大，核聚变衍生产业链可能催生出万亿级市场，包括高温超导材料、氘-锂增殖技术、聚变中子源等领域。更为深远的影响是，核聚变能的永续性将重塑国际能源秩序，推动人类迈向可持续文明。

二、核聚变发展新动向

核聚变研究始于20世纪50年代左右，当时科学家们首次提出了通过磁场约束等离子体实现核聚变的理论。1958年，苏联科学家发明了托卡马克装置，开启了磁约束聚变研究的新纪元。此后，各国纷纷投入大量资源进行核聚变研究。

（一）全球各国对聚变堆的重视程度日益提升

核聚变研究近年来受到了全球范围内的关注，并且获得的重视程度仍在不断上升。世界上主要核国家近年来均发布了有关聚变堆发展的战略。如美国于2022年举办了聚变峰会，宣布未来十年为聚变能发展的关键期，将推动多方制定与实施聚变能发展战略。2024年6月，美国发布了《聚变能源战略2024》，计划加大资金投入支持聚变能研究，推动聚变能商业化发展。英国在2021年、2023年分别发布了两个聚变能国家战略报告，在提出未来几十年英国聚变堆发展的政策与目标的同时，制定了将要在基础设施、科研人才、投资等多方面推动英国聚变堆发展的未来计划。日本于2023年4月通过了旨在推动聚变能发展的国家战略，其将在未来通过组建聚变产业理事会、加速企业界与学术界的合作、加强人才培养三个方面，在日本国内建立一个推动聚变堆发展的新产业，以此来解决能源问题和环境问题。我国国务院国资委启动实施未来产业启航行动，明确表示可控核聚变领域为未来能源的重要方向。由此可见，聚变堆受各国重视程度在不断提升，未来，聚变堆的发展潜力巨大，在人类社会未来的发展中将起到关键作用。

（二）核聚变技术发展与全球协作

核聚变研究已跨越国界，成为全人类共同的科学使命。发展聚变堆技术，不仅对解决各国国内能源问题意义重大，在国际合作领域也影响深远。当下，世界上规模最大、影响力最深远的国际合作项目，当数国际热核聚变实验堆（ITER）。

ITER项目是目前全球规模最大的核聚变研究合作项目，汇集了全球顶尖的科研力量，旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索受控核聚变技术商业化可行性。该项目于二十世纪末期被提出，后于2007年10月24日成立ITER国际组织，ITER组织成员方包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。中国、美国、日本、韩国、印度等国家和地区正在合作建设这个全世界范围内最大的托卡马克，即现有的实现可控核聚变最具现实性的装置。这些国家和地区将开展长达数十年、耗资超过百亿美元的合作，共同建造和运行ITER实验装置，推动核聚变技术迈向可以设计示范核聚变反应堆的阶段。ITER项目在以合作方式促进全球聚变技术发展的同时，也为各个国家自主研究聚变堆奠定了基础，推动了聚变堆技术在各国范围内更好的发展。

除此之外，国际范围内也有多个国际合作项目及计划，如在2023年召开的第28届联合国气候变化大会期间，美国宣布其将推出聚变能源国际参与计划，推动聚变能源发展的国际合作，加快聚变堆商业化进程。

中国承担了ITER装置近10%的采购包研制任务，包括磁体支撑系统、磁体馈线系统、电源系统等核心部件。2024年2月，ITER组织与中核集团中核工程公司牵头的中法联合体签署了真空室模块组装合同。ITER组织总干事彼得罗·巴拉巴斯基称赞，中国在“人造太阳”计划中发挥了至关重要的作用。

中国在积极参与国际大科学合作的同时，中国的新一代人造太阳“中国环流三号”也持续取得重大科研突破，并于2023年年底面向全球开放。2024年首轮国际联合实验，就吸引了包括法国原子能委员会、日本京都大学等全球17家机构、科研院所和高校参与。

（三）聚变堆商业化进程加速

由于聚变堆能源潜力大并且对环境十分友好，被认为是“终极能源”，是能源问题的重要解决途径，一旦能够实现聚变堆的商业化，将会为人类社会的发展带来极大的推动作用，实现聚变堆的商业化是聚变技术发展的重要目标。尽管离实现商业化的目标还有一定的距离，就目前聚变堆技术、市场及投资的现状来看，聚变堆的商业化进程仍在不断加速。

首先，在技术方面，近年来聚变技术的不断突破与发展已经为聚变商业化奠定了技术基础。近年来聚变技术难题不断突破，多国研究发展频创纪录，ITER等国际技术合作项目有序进行，新技术带来更多聚变商业化机遇，加速了聚变堆商业化的进程。2025年5月，ITER项目完成了“电磁心脏”——世界最大最强的脉冲超导电磁体系统的全部组件建造，这是一个重要里程碑。

其次，在市场方面，打造适合聚变堆发展的市场在商业化进程中具有重要的价值。在当前的国际合作局面下，已有计划提出并推动建立全球供应链、制定标准的共同框架、建设相关行业机构以及推动跨国公司成立等一系列活动，有希望打造高价值的全球市场。美国《通胀削减法案》将聚变能纳入清洁能源税收抵免范畴。K-DEMO（韩国示范聚变堆）、印度SST-2（稳态托卡马克2号）等区域项目彰显了新兴经济体的雄心。

再次，在投资方面，世界范围内各国对聚变堆的重视程度不断提高，政策的支持带来了大量的国家资金投入与国家支持项目，与此同时，聚变领域的民营投资也在不断增多。在聚变工业协会（FIA）发布的《2024年全球聚变行业报告》中显示，投资者对于聚变行业的投资在不断增长。2024年全球投资资金总额进一步上升至71亿美元。1992—2022年，全球范围内共创立了43家聚变公司，仅2022年一年之中就成立9家，截至2024年，全球已有至少45家商业化聚变公司，数量仍在不断增长。但从公共资金的投入方向来看，各国政府的聚变发展方式有所转变，即有更多的公共资金投入了私人聚变公司，2024年来自政府的公共投资的资金已达到4.26亿美元，较2023年上涨已经超过了50%，在体现了各国政府对于聚变堆发展的重视程度越来越高的同时，反映了民营企业和国家共同发力的局面。

聚变堆商业化作为聚变技术发展的重要目标与人类能源问题的重要解决途径，具有极为重要的商业价值，全世界范围内均对聚变堆商业化抱有极大的期待。

（四）核聚变技术相关政策与制度保障逐渐完善

在聚变技术不断发展的同时，对聚变技术进行政策保障与制度调整也逐渐受到各国的关注。在监管体系的建构方面，部分国家将独立建设聚变堆监管体系作为保障的重要方向，认为沿用裂变堆已有体系并不合理。英国正在不断地建设可适用于聚变的监管制度，于2021年发布了《迈向聚变能源：英国政府关于聚变能监管框架的建议》，涵盖了聚变发展过程中职业与公共卫生安全、环境保护、项目批准条件、第三方责任、放射性废物管理等多方面内容。英国为建设更加适合聚变堆发展的监管体系，在2023年《能源法》中明确规定，1965年《核装置法》并不适用于聚变堆。美国为更好地发展聚变堆，占据全球商业核聚变的领先地位，也推进对聚变监管制度的建设。美国核管会在2022年发布的《核聚变能系统的许可和监管白皮书》（草案）中介绍了多种不同的监管框架以供选择，为未来的监管工作发展作参考。2024年通过的《聚变能法案》，进一步明确将核聚变能的监管与传统核裂变能的监管永久性分离。

我国政府相继发布《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、《2030年前碳达峰行动方案》以及《“十四五”现代能源体系规划》推进可控核聚变技术研究。在《原子能法》二审稿中，也增加了国家鼓励支持受控热核聚变科学研究和技术开发，建立符合其特点、促进其应用的监督管理制度。体现了国家对核聚变科研和应用的前瞻性、长期性政策支持。

各国在推动本国国内制度发展的过程中，也在不断寻求国际合作，希望能在全球范围内建设共同准则，实现协调监管，强化知识产权保护和执法，并建立技术保护和激励措施，防止掠夺性经济行为，以此创造安全的聚变堆发展环境，并以国际合作的形式，推动本国监督管理机构能力建设。

三、中国作为：从“跟跑”到“领跑”的跨越

在全球核聚变研究诞生之时，中国科学家就开始关注这一领域，与国际基本同步。中国核聚变的发展经历了从跟随学习到自主创新，再到积极参与国际合作的全过程。目前，中国在核聚变的研究方面已经走在国际前列，具有引领全球核聚变发展的潜力。

2006年，由中国科学院合肥物质科学研究院研发的全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”（EAST）成功实现首次放电，这是世界上第一个全超导非圆截面的托卡马克装置，使中国成为世界上少数拥有核聚变实验装置的国家之一。2025年最新数据显示，EAST已实现1亿摄氏度等离子体持续运行1066秒，这项突破使得磁约束技术的工程可行性得到实质性验证。

近几年，中国可控核聚变研究持续推进。中国正计划建设的中国聚变工程实验堆（CFETR）旨在搭建一个中等规模的聚变反应堆，填补EAST与ITER之间的空白，并进一步推进实现商业热核聚变的目标。2023年12月，以“核力启航聚变未来”为主题的可控核聚变未来产业推进会在成都召开，由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式宣布成立。国务院国资委启动实施未来产业启航行动，明确可控核聚变领域为未来能源的重要方向。未来，中国将继续在促进核聚变商业化进程、完善规则和标准体系、加强国际合作等领域持续发力，为构建“人类命运共同体”注入清洁动能。

一是加快推进聚变堆商业化进程。聚变研究和投资转化为可行的商业是成功的关键。聚变堆发展应充分发挥市场的主导作用，各类市场主体需对技术动向保持高度敏锐力，做好“两个关注”。一方面，关注技术发展趋势及其内在的需求牵引，融合人工智能、新材料、新业态等找准产业升级转型的切入点。另一方面，关注新兴投资模式的形成。传统的能源技术攻关和示范项目建设普遍以政府财力支持和国有企业具体承担为主，但在可控核聚变领域，国内外均出现了风险投资基金、主权财富基金、养老基金和大学捐赠基金等各类投资主体积极参与的现象，产业链多个环节上民间资本的投资总额已超过政府投资，成为聚变能源技术探索的关键推动力，应加强引导和利用。

二是完善能够完全适用于聚变堆的核法律体系。聚变堆作为颠覆性核能技术，对于我国核能产业的发展具有至关重要的作用，需构建完善的内外部法制环境对其进行监管和规制以促进其安全发展。国际社会在聚变堆安全法律法规体系方面已有一定的经验积累，对于符合我国国情及适合目前聚变堆发展现状的相关法律可借鉴国际经验，完善我国聚变堆安全监管法律体系。国际原子能机构（IAEA）制定的安全标准同样适用于聚变堆的设计安全、运行安全、废物管理、辐射防护等多个方面。我国可以参考国际经验，结合自身国情，制定我国的聚变堆标准和监管要求。同时，中国作为核聚变研究的重要参与者，应积极参与国际核聚变法规标准的制定，推动形成国际共识，确保聚变堆的安全、环保和可持续发展。

三是加强国际合作打造聚变堆产业化格局。随着聚变能源技术的不断进步，国际社会普遍认为，聚变堆的商业化应用将是未来能源革命的重要方向。聚变能源以其清洁、高效、安全的特点，被视为解决全球能源需求和环境问题的重要途径。为了加速推进聚变堆从实验室研究向商业化应用的转变，我国必须把握这一历史机遇，加强国际合作，共同打造聚变堆产业化格局。

在全球范围内，聚变能源研究涉及众多学科和技术领域，任何单一国家都难以独立完成。因此，我国应积极与世界各国的研究机构和企业建立合作关系，共享科研资源，开展专业领域的合作，联合攻关聚变堆技术的关键难题，推动聚变堆技术的快速突破，形成良性高效的核聚变产业发展格局，提升中国在核聚变领域的影响力。

本文刊发于《新经济导刊》2025年第5期。

《新经济导刊》是国务院发展研究中心主管的学术型智库期刊，是推动新质生产力发展的重要力量。该期刊以洞悉全球经济变革和创新趋势为宗旨，关注新技术、新产业、新业态和新模式，聚焦战略性新兴产业和未来产业发展，依托国家高端智库的优势，为政府、企事业单位提供咨询研究、政策解读、理念传播、学术交流等智力服务，促进理论创新和学术繁荣，推动实现中国式现代化和高质量发展。