虎嗅

好聚好变,全球只有两个赢家

该文章尚未提供 Deutsch 解读,以下为中文版内容。

核心内容总结

全球核聚变领域已从早期“共享和平原子能”的国际合作时代,转向以中美为核心的国家竞争阶段。中美凭借各自优势(美国的基础研究与私营资本活力、中国的工程供应链与城市动员能力)领跑赛道;日本、欧洲、英国、加拿大等则通过供应链卡位、技术路线差异化(如球形托卡马克、仿星器、氚资源控制)寻找生存空间。同时,核聚变正从实验室科学向商业化加速迈进,企业与资本的角色日益重要,中国城市(合肥、上海等)的积极参与成为全球独特亮点。

详细解读

1. 中美领跑:核聚变赛道上的“双雄对决”

中美是当前核聚变领域的两大玩家,各有千秋:

  • 美国:基础研究强(如NIF激光点火实现能量增益>1),私营资本活跃(全球50多家聚变公司中30家在美国,融资超80亿美元),但国家公共资金投入不足(2025财年仅7.9亿美元,大部分给了ITER)。美国焦虑的是“自己奠定了科学基础,中国却可能赢下产业”,因此试图通过树立中国为对手,争取每年100亿美元的国家投资。
  • 中国:工程与供应链优势突出(超导磁体、大型腔体成型技术超越美国),既有国家队(聚变新能、中国聚变,各注册资金150亿级),也有20多家民营企业(如能量奇点融资20亿人民币)。中国专利占全球47%(等于日美总和),且城市动员充分(合肥、上海等成为聚变重镇)。美国甚至用卫星监视合肥BEST装置的进度,足见其重视。

简单说:美国靠“科学+资本”,中国靠“工程+举国体制”,双方在赛道上你追我赶。

2. 其他国家的“生存智慧:不跟跑,找卡位”

中美之外的国家,没有全面领跑的实力,但都在找自己的独特位置:

  • 日本:从“专利巅峰”(1992年占全球87%)到现在“供应链卡位”。比如京都聚变KF公司,生产加热回旋管、产氚包层等核心部件,欧美企业(如CFS)若缺它的部件,点火时间表就得延后。日本还通过商社(三井、三菱)投资聚变企业,试图用供应链控制话语权。
  • 英国:押注“球形托卡马克”,政府投34亿美元给STEP计划,私营企业TE深度绑定国家路线,不仅造聚变堆,还卖超导磁体赚钱(自我造血能力强)。
  • 德国:坚守“仿星器”优势(全球最大仿星器W7-X),还搞无中子路线(质子-硼反应),避开本国“弃核”政策限制。
  • 加拿大:抓“氚资源”,作为全球最大民用氚生产者,与日本、美国合作开发氚燃料循环,想当“氚气第一国”。

这些国家的策略:不跟中美拼全面,而是在某个细分领域做“隐形冠军”。

3. 技术路线打架:磁约束vs惯性约束,谁更靠谱?

核聚变有两大主流路线,各有支持者:

  • 磁约束(托卡马克为主):用磁场把高温等离子体(像“人造太阳”)困在甜甜圈形状的装置里。代表有中国EAST(全超导托卡马克)、ITER、日本JT-60SA。优点是技术成熟度高,缺点是装置复杂、成本高。
  • 惯性约束(激光点火):用激光轰击燃料靶丸,瞬间压缩到聚变温度。代表有美国NIF(2022年实现能量增益>1)、中国神光Ⅲ(绵阳)、日本Ex-Fusion(快点火路线)。优点是装置相对紧凑,缺点是靶材成本高(每天需数十万个纳米靶,要降到几美分才可行)。

现在两条路线都在进步:磁约束的Q值(能量输出/输入)不断提升,惯性约束也有了突破。未来可能不是“谁赢谁输”,而是两条路线并行,甚至结合。

4. 中国城市“卷”起来:一座城抵得上一个国家

中国最独特的地方是:城市成为聚变竞争的主力,活力堪比西方一个国家:

  • 合肥:“聚变之都”实至名归。有EAST(东方超环)、BEST实验堆,还有国家级研究设施CRAFT(夸父)。美国卫星天天盯着合肥的进度,可见其重要性。合肥的聚变联盟(FuIA)是科学家、政府、企业一起推动的结果。
  • 上海:国家队“中国聚变”总部在此,还扶持高校孵化初创公司(如能量奇点),充满商业活力。
  • 成都/绵阳:成都有核工业西物院,绵阳有神光Ⅲ激光装置(世界第二大激光驱动器),在惯性约束路线上实力强。
  • 南昌:江西聚变能源公司搞“聚变-裂变混合堆”,走差异化路线。

这些城市的参与,让中国聚变产业呈现“多点开花”的局面,速度远超国际合作项目ITER。

5. 从实验室到赚钱:核聚变的商业化之路

核聚变不再是“永远的25年”(科学家过去常说还要25年实现),而是开始向商业化迈进:

  • 企业角色:英国TE公司不仅造堆,还卖超导磁体赚钱;日本KF公司靠卖核心部件控制供应链;中国聚变新能采用灵活机制,注重工程化(不是只搞科研)。
  • 资本驱动:美国私营融资超80亿美元(CFS一家拿了30亿),中国民营融资50亿人民币,国家队更是砸重金。资本的进入,让聚变从“科学梦”变成“商业现实”。
  • 挑战:仍有技术难关(如靶材成本、中子辐照材料、氚循环),但各国都在加速突破。比如日本MiRESSO公司专注铍材料(产氚包层的关键),德国Marvel公司解决靶材成本问题。

一句话:核聚变的商业化,需要“技术英雄+工程神话+资本信念”三者结合,现在这三者都在到位。

小记

核聚变是人类未来能源的希望,现在正从“国际共享”转向“国家竞争”。中美领跑,其他国家找卡位,中国城市的活力尤其亮眼。虽然还有很多技术难关,但从实验室到商业化的步伐已经“慢不下来”了。未来谁能先实现商用聚变发电,谁就能掌握能源话语权——这场竞赛,才刚刚进入高潮。