全球核聚變： 能源革命的終極方案與中國作為

20世紀50年代起，全球科研人員投身于被譽為“人造太陽”的探索之旅——可控核聚變發展之路，試圖將蘊藏于原子核深處的萬億能量轉化為永續的清潔能源。核聚變技術因其巨大的能量潛力、近乎無限的燃料供應以及零碳排放的特性，被視為破解當前全球能源困局和應對氣候變化挑戰的“終極答案”。如今，隨著國際熱核聚變實驗堆（ITER）項目的穩步推進、美國國家點火裝置（NIF）在激光點火技術上的突破，以及中國“人造太陽”EAST屢創高溫等離子體運行紀錄，人類距離實現可控核聚變這一終極能源夢想已不再遙遠。然而，核聚變技術的商業化仍面臨諸多挑戰，包括材料耐受性、氙燃料循環和工程設計復雜性等問題。這些問題的解決不僅需要全球科學家的共同努力，更需要各國政府的政策支持和國際間的深度合作。

一、核聚變的科學原理與潛力

核聚變是指將輕原子核（如氘、氘）在超高溫高壓下融合，釋放出巨大能量的過程。這一過程與太陽內部的能量產生機制類似，因此核聚變也被稱為“人造太陽”。

核聚變具有顯著的優勢。與水電、風電、太陽能等清潔能源相比，核能以其良好的經濟性和環境友好性具有其他能源不可比擬的優越性，成為解決能源短缺問題、促進可持續發展的不可替代的重要能源。其優勢主要體現在以下幾個方面。首先，聚變堆對環境友好。核聚變不會向大氣中排放 與水二氧化碳或其他溫室氣體，因此，與核裂變一起，可以作為一種低碳能源在未來發揮減緩氣候變化的作用。另外，聚變堆發電不會產生長壽命、高放射性的廢物，其在減輕核電站廢物管理壓力的同時，進一步強化了對環境的保護。其次，聚變堆具有更優的經濟性。聚變堆相較于熱堆與快堆，滿足全球一次能源消耗僅需消耗一個標準泳池的重水，其重水的消耗量遠少于包含熱堆和快堆在內的裂變電站，經濟性更顯著。再次，聚變堆的安全性更高。聚變堆的運行條件極為苛刻，達成聚變反應的條件缺一不可，某一條件不滿足即會終止反應，不存在失控和熔毀風險。最后，聚變堆的燃料來源更加豐富。熱堆與快堆的反應主要原料來自于天然鈾，其中熱堆能夠利用 0.7% 左右的天然鈾，快堆相較熱堆資源利用率有所上升，能夠利用 99.3% 左右的天然鈾，二者分別被認為能夠解決百年尺度及千年尺度的能源問題，而聚變堆的反應主要原料氘大量存在于海洋中，粗略估計可供人類使用百億年，或將解決未來能源問題。

核聚變的潛力巨大，核聚變衍生產業鏈可能催生出萬億級市場，包括高溫超導材料、氘-鋰增殖技術、聚變中子源等領域。更為深遠的影響是，核聚變能的永續性將重塑國際能源秩序，推動人類邁向可持續文明。

二、核聚變發展新動向

核聚變研究始于20世紀50年代左右，當時科學家們首次提出了通過磁場約束等離子體實現核聚變的理論。1958年，蘇聯科學家發明了托卡馬克裝置，開啟了磁約束聚變研究的新紀元。此后，各國紛紛投人大量資源進行核聚變研究。

（一）全球各國對聚變堆的重視程度日益提升

核聚變研究近年來受到了全球范圍內的關注，并且獲得的重視程度仍在不斷上升。世界上主要核國家近年來均發布了有關聚變堆發展的戰略。如美國于2022年舉辦了聚變峰會，宣布未來十年為聚變能發展的關鍵期，將推動多方制定與實施聚變能發展戰略。2024年6月，美國發布了《聚變能源戰略 2024? ，計劃加大資金投入支持聚變能研究，推動聚變能商業化發展。英國在2021年、2023年分別發布了兩個聚變能國家戰略報告，在提出未來幾十年英國聚變堆發展的政策與目標的同時，制定了將要在基礎設施、科研人才、投資等多方面推動英國聚變堆發展的未來計劃。日本于2023年4月通過了旨在推動聚變能發展的國家戰略，其將在未來通過組建聚變產業理事會、加速企業界與學術界的合作、加強人才培養三個方面，在日本國內建立一個推動聚變堆發展的新產業，以此來解決能源問題和環境問題。我國國務院國資委啟動實施未來產業啟航行動，明確表示可控核聚變領域為未來能源的重要方向。由此可見，聚變堆受各國重視程度在不斷提升，未來，聚變堆的發展潛力巨大，在人類社會未來的發展中將起到關鍵作用。

（二）核聚變技術發展與全球協作

核聚變研究已跨越國界，成為全人類共同的科學使命。發展聚變堆技術，不僅對解決各國國內能源問題意義重大，在國際合作領域也影響深遠。當下，世界上規模最大、影響力最深遠的國際合作項目，當數國際熱核聚變實驗堆（ITER）。

ITER項目是目前全球規模最大的核聚變研究合作項目，匯集了全球頂尖的科研力量，旨在模擬太陽發光發熱的核聚變過程，探索受控核聚變技術商業化可行性。該項目于二十世紀末期被提出，后于2007年10月24日成立ITER國際組織，ITER組織成員方包括中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國。中國、美國、日本、韓國、印度等國家和地區正在合作建設這個全世界范圍內最大的托卡馬克，即現有的實現可控核聚變最具現實性的裝置。這些國家和地區將開展長達數十年、耗資超過百億美元的合作，共同建造和運行ITER實驗裝置，推動核聚變技術邁向可以設計示范核聚變反應堆的階段。ITER項目在以合作方式促進全球聚變技術發展的同時，也為各個國家自主研究聚變堆奠定了基礎，推動了聚變堆技術在各國范圍內更好的發展。

除此之外，國際范圍內也有多個國際合作項目及計劃，如在2023年召開的第28屆聯合國氣候變化大會期間，美國宣布其將推出聚變能源國際參與計劃，推動聚變能源發展的國際合作，加快聚變堆商業化進程。

中國承擔了ITER裝置近 10% 的采購包研制任務，包括磁體支撐系統、磁體饋線系統、電源系統等核心部件。2024年2月，ITER組織與中核集團中核工程公司牽頭的中法聯合體簽署了真空室模塊組裝合同。ITER組織總干事彼得羅·巴拉巴斯基稱贊，中國在“人造太陽”計劃中發揮了至關重要的作用。

中國在積極參與國際大科學合作的同時，中國的新一代人造太陽“中國環流三號”也持續取得重大科研突破，并于2023年年底面向全球開放。2024年首輪國際聯合實驗，就吸引了包括法國原子能委員會、日本京都大學等全球17家機構、科研院所和高校參與。

（三）聚變堆商業化進程加速

由于聚變堆能源潛力大并且對環境十分友好，被認為是“終極能源”，是能源問題的重要解決途徑，一旦能夠實現聚變堆的商業化，將會為人類社會的發展帶來極大的推動作用，實現聚變堆的商業化是聚變技術發展的重要目標。盡管離實現商業化的目標還有一定的距離，就目前聚變堆技術、市場及投資的現狀來看，聚變堆的商業化進程仍在不斷加速。

首先，在技術方面，近年來聚變技術的不斷突破與發展已經為聚變商業化奠定了技術基礎。近年來聚變技術難題不斷突破，多國研究發展頻創紀錄，ITER等國際技術合作項目有序進行，新技術帶來更多聚變商業化機遇，加速了聚變堆商業化的進程。2025年5月，ITER項目完成了“電磁心臟”——世界最大最強的脈沖超導電磁體系統的全部組件建造，這是一個重要里程碑。

其次，在市場方面，打造適合聚變堆發展的市場在商業化進程中具有重要的價值。在當前的國際合作局面下，已有計劃提出并推動建立全球供應鏈、制定標準的共同框架、建設相關行業機構以及推動跨國公司成立等一系列活動，有希望打造高價值的全球市場。美國《通脹削減法案》將聚變能納入清潔能源稅收抵免范疇。K-DEMO（韓國示范聚變堆）、印度SST-2（穩態托卡馬克2號）

等區域項目彰顯了新興經濟體的雄心。

再次，在投資方面，世界范圍內各國對聚變堆的重視程度不斷提高，政策的支持帶來了大量的國家資金投入與國家支持項目，與此同時，聚變領域的民營投資也在不斷增多。在聚變工業協會（FIA）發布的《2024年全球聚變行業報告》中顯示，投資者對于聚變行業的投資在不斷增長。2024年全球投資資金總額進一步上升至71億美元。1992—2022年，全球范圍內共創立了43家聚變公司，僅2022年一年之中就成立9家，截至2024年，全球已有至少45家商業化聚變公司，數量仍在不斷增長。但從公共資金的投入方向來看，各國政府的聚變發展方式有所轉變，即有更多的公共資金投人了私人聚變公司，2024年來自政府的公共投資的資金已達到4.26億美元，較2023年上漲已經超過了 50% ，在體現了各國政府對于聚變堆發展的重視程度越來越高的同時，反映了民營企業和國家共同發力的局面。

聚變堆商業化作為聚變技術發展的重要目標與人類能源問題的重要解決途徑，具有極為重要的商業價值，全世界范圍內均對聚變堆商業化抱有極大的期待。

（四）核聚變技術相關政策與制度保障逐漸完善

在聚變技術不斷發展的同時，對聚變技術進行政策保障與制度調整也逐漸受到各國的關注。在監管體系的建構方面，部分國家將獨立建設聚變堆監管體系作為保障的重要方向，認為沿用裂變堆已有體系并不合理。英國正在不斷地建設可適用于聚變的監管制度，于2021年發布了《邁向聚變能源：英國政府關于聚變能監管框架的建議》，涵蓋了聚變發展過程中職業與公共衛生安全、環境保護、項目批準條件、第三方責任、放射性廢物管理等多方面內容。英國為建設更加適合聚變堆發展的監管體系，在2023年《能源法》中明確規定，1965年《核裝置法》并不適用于聚變堆。美國為更好地發展聚變堆，占據全球商業核聚變的領先地位，也推進對聚變監管制度的建設。美國核管會在2022年發布的《核聚變能系統的許可和監管白皮書》（草案）中介紹了多種不同的監管框架以供選擇，為未來的監管工作發展作參考。2024年通過的《聚變能法案》，進一步明確將核聚變能的監管與傳統核裂變能的監管永久性分離。

我國政府相繼發布《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》、《2030年前碳達峰行動方案》以及《“十四五”現代能源體系規劃》推進可控核聚變技術研究。在《原子能法》二審稿中，也增加了國家鼓勵支持受控熱核聚變科學研究和技術開發，建立符合其特點、促進其應用的監督管理制度。體現了國家對核聚變科研和應用的前瞻性、長期性政策支持。

各國在推動本國國內制度發展的過程中，也在不斷尋求國際合作，希望能在全球范圍內建設共同準則，實現協調監管，強化知識產權保護和執法，并建立技術保護和激勵措施，防止掠奪性經濟行為，以此創造安全的聚變堆發展環境，并以國際合作的形式，推動本國監督管理機構能力建設。

三、中國作為：從“跟跑”到“領跑”的跨越

在全球核聚變研究誕生之時，中國科學家就開始關注這一領域，與國際基本同步。中國核聚變的發展經歷了從跟隨學習到自主創新，再到積極參與國際合作的全過程目前，中國在核聚變的研究方面已經走在國際前列，具有引領全球核聚變發展的潛力。

2006年，由中國科學院合肥物質科學研究院研發的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置“東方超環”（EAST）成功實現首次放電，這是世界上第一個全超導非圓截面的托卡馬克裝置，使中國成為世界上少數擁有核聚變實驗裝置的國家之一。2025年最新數據顯示，EAST已實現1億攝氏度等離子體持續運行1066秒，這項突破使得磁約束技術的工程可行性得到實質性驗證。

近幾年，中國可控核聚變研究持續推進。中國正計劃建設的中國聚變工程實驗堆（CFETR）旨在搭建一個中等規模的聚變反應堆，填補EAST與ITER之間的空白，并進一步推進實現商業熱核聚變的目標。2023年12月，以“核力啟航聚變未來”為主題的可控核聚變未來產業推進會在成都召開，由25家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創新聯合體正式宣布成立。國務院國資委啟動實施未來產業啟航行動，明確可控核聚變領域為未來能源的重要方向。未來，中國將繼續在促進核聚變商業化進程、完善規則和標準體系、加強國際合作等領域持續發力，為構建“人類命運共同體”注入清潔動能。

一是加快推進聚變堆商業化進程。聚變研究和投資轉化為可行的商業是成功的關鍵。聚變堆發展應充分發揮市場的主導作用，各類市場主體需對技術動向保持高度敏銳力，做好“兩個關注”。一方面，關注技術發展趨勢及其內在的需求牽引，融合人工智能、新材料、新業態等找準產業升級轉型的切入點。另一方面，關注新興投資模式的形成。傳統的能源技術攻關和示范項目建設普遍以政府財力支持和國有企業具體承擔為主，但在可控核聚變領域，國內外均出現了風險投資基金、主權財富基金、養老基金和大學捐贈基金等各類投資主體積極參與的現象，產業鏈多個環節上民間資本的投資總額已超過政府投資，成為聚變能源技術探索的關鍵推動力，應加強引導和利用

二是完善能夠完全適用于聚變堆的核法律體系。聚變堆作為顛覆性核能技術，對于我國核能產業的發展具有至關重要的作用，需構建完善的內外部法制環境對其進行監管和規制以促進其安全發展。國際社會在聚變堆安全法律法規體系方面已有一定的經驗積累，對于符合我國國情及適合目前聚變堆發展現狀的相關法律可借鑒國際經驗，完善我國聚變堆安全監管法律體系。國際原子能機構（IAEA）制定的安全標準同樣適用于聚變堆的設計安全、運行安全、廢物管理、輻射防護等多個方面。我國可以參考國際經驗，結合自身國情，制定我國的聚變堆標準和監管要求。同時，中國作為核聚變研究的重要參與者，應積極參與國際核聚變法規標準的制定，推動形成國際共識，確保聚變堆的安全、環保和可持續發展。

三是加強國際合作打造聚變堆產業化格局。隨著聚變能源技術的不斷進步，國際社會普遍認為，聚變堆的商業化應用將是未來能源革命的重要方向。聚變能源以其清潔、高效、安全的特點，被視為解決全球能源需求和環境問題的重要途徑。為了加速推進聚變堆從實驗室研究向商業化應用的轉變，我國必須把握這一歷史機遇，加強國際合作，共同打造聚變堆產業化格局。

在全球范圍內，聚變能源研究涉及眾多學科和技術領域，任何單一國家都難以獨立完成。因此，我國應積極與世界各國的研究機構和企業建立合作關系，共享科研資源，開展專業領域的合作，聯合攻關聚變堆技術的關鍵難題，推動聚變堆技術的快速突破，形成良性高效的核聚變產業發展格局，提升中國在核聚變領域的影響力。

參考文獻

[1]寇書萌，張瀚舟.基于可控核聚變技術跟蹤及商業應用的啟示與建議[J].上海節能，2023，（07）：885-889

[2]阮大偉.核電—未來中國清潔能源之脊梁[M].北京：中國原子能出版社，2013：10-49.

[3]中國原子能機構.核聚變的安全性 [EB/OL].（2021-07-14 ）[2025-05-30]. https：// www.caea.gov.cn/n6760341/n6760359/c6827025/ content.html.

[4]魏際剛，王超.中國綠色能源供應鏈安全與韌性研究[J].新經濟導刊，2025，（Z1）：9-15

[5]李林蔚，白云生．“雙碳”目標下我國核能“三步走”發展戰略思考[J].中國電力企業管理，2023，（28）：71-73.

[6]中國國家能源局.中國承擔的國際熱核聚變實驗堆部件開始生產[EB/OL].（2011-08-19）[2025-06-01]. https：//www.china-nea.cn/site/content/9720.html.

[7]7月16日FIA重磅發布：2024年全球聚變行業報告[EB/OL].（2024-07-18）[2025-

06-01]. https：//nuclear-fusion.com.cn/blog/7-16- fia-2024.

[8]中國科學院等離子體物理研究所.全超導托卡馬克EAST裝置實現億度千秒高約束模等離子體運行[EB/OL]. （2025-01-24）[2025-06-01]. https：//ipp.cas.cn/xwdt/ttxw/202501/t20250120_410191.html.

（陳亮系副研究員；王玉薈系研究員）

Abstract： Nuclear fusion is widely regarded as the ultimate solution to the current global energy crisis and climate change challenges. Acknowledging its enormous potential， countries are intensifying their focus on nuclear fusion research and enhancing policy frameworks and institutional mechanisms to accelerate the Ramp;D and commercialization of fusion reactors. The International Thermonuclear Experimental Reactor （ITER），the world's largest collaborative fusion research project， is bringing together the leading scientific expertise and resources around the world to advance this shared mission. Notably， China has achieved remarkable strides in nuclear fusion development， evolving from a“folower”to a proactive“leader” in the field. The country is committed to accelerating the commercialization of fusion，refining its regulatory frameworks and strengthening international cooperation， thereby contributing to a community with a shared future for humanity.

Keywords： Nuclear Fusion; Commercialization; Regulatory Framework; International Cooperation