可控核聚变（核聚变能） · 重点支持领域

细分方向氘氚燃烧等离子体实验超导磁体氚燃料制备循环材料辐照考验高温超导应用

一、当前全球领域的现状

科学上已跨入"燃烧等离子体"门槛。 欧洲联合环（JET）在 2023 年底退役前创下 59 兆焦聚变能纪录；美国国家点火装置（NIF）2022 年实现点火（增益大于 1），后续实验单次释放能量已超过 5 兆焦、增益最高约 2.44。国际热核聚变实验堆（ITER）于 2025 年 12 月实现首次等离子体，按 2024 年新基线，2036 年达到全磁场能量、2039 年进入氘氚（D-T）运行阶段；截至 2026 年中，ITER 九个真空容器扇区已完成五个安装，全部主磁体于 2025 年 4 月制造完成。
产业资本大规模入场，高温超导成为变革性变量。 国际原子能机构（IAEA）《聚变能源展望 2025》（World Fusion Outlook 2025）显示：全球近 40 个国家运行着聚变计划，在运/在建/规划中的聚变装置超过 160 台，全球私人投资累计已突破 100 亿美元，并首次将高温超导（HTS）磁体列为聚变商业化变革性技术。美国 Commonwealth Fusion Systems 获英伟达、谷歌、盖茨基金等投资（累计超 20 亿美元），正在建设 SPARC 验证装置并选址弗吉尼亚建设 400 兆瓦级 ARC 电站（与谷歌签有购电协议）；英国 Tokamak Energy 的 Demo4 磁体系统（16 个 HTS 线圈）2025 年 11 月实现 11.8 特斯拉运行；德国启动"聚变 2040"计划（至 2028 年投入 3.7 亿欧元）并于 2025 年发布国家聚变行动计划。
中国进入"从实验走向工程"的关键阶段。 全超导托卡马克 EAST 2025 年 1 月创造"亿度千秒"（1.2 亿℃ 高约束等离子体持续 1066 秒）世界纪录；"中国环流三号"（HL-3）2025 年 3 月首次实现原子核温度 1.17 亿℃、电子温度 1.6 亿℃的"双亿度"运行，综合参数聚变三乘积跃升至 10²⁰ 量级。2025 年 7 月，中核集团依托核工业西南物理研究院牵头组建中国聚变能源有限公司，可控核聚变创新联合体成员扩容至 38 家（含央企、民企、高校、科研院所）。上海能量奇点研制的全球首台全高温超导托卡马克"洪荒70"（国产化率超 96%）2024 年 6 月获得第一等离子体，2026 年 3 月实现 1337 秒稳态长脉冲运行。
路线竞争格局：托卡马克（磁约束）仍是最成熟路线，仿星器（德国 W7-X、中国星核聚变等）、球形托卡马克（英国 Tokamak Energy、中国洪荒系列）、激光惯性约束（美国 NIF）等多路线并行；聚变应用场景也从发电延伸到数据中心供电、工业热源、航天推进等。

二、中国「十五五」规划中的战略定位

写入党的文件与五年规划。 党的二十届四中全会 2025 年 10 月审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确"前瞻布局未来产业……推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等成为新的经济增长点"，这是继"十四五"之后核聚变能再次进入国家五年规划；国新办"十五五"规划发布会上，国家发展改革委明确将"可控核聚变"列为"十五五"时期能源科技创新的重点攻关方向。
部委与地方政策联动。 2025 年《政府工作报告》提出"培育发展未来能源、量子科技、具身智能、脑机接口、6G 等未来产业"；工信部等七部门《关于推动未来产业创新发展的实施意见》将未来能源列为重点方向。安徽（合肥）、四川（成都）、上海（临港）等地均把聚变能作为未来产业培育重点：合肥在"未来大科学城"形成 EAST、BEST、CRAFT 三大装置梯次布局，集聚约 60—70 家聚变产业链企业，构建"大科学装置＋链主企业＋科研机构＋产业基金＋产业先导区＋配套政策"六位一体生态；成都依托中核集团西南物理研究院与中国聚变能源有限公司；上海临港落地能量奇点等商业化企业。
国家工程时间表清晰。 紧凑型聚变能实验装置 BEST（"夸父启明"）2025 年 10 月完成杜瓦底座落位、进入主体总装，计划 2027 年底建成并开展燃烧等离子体实验，2030 年左右"点亮第一盏灯"；中国聚变能源有限公司给出的路线图为 2030 年左右具备首个工程实验堆研发设计能力、2035 年前后建成中国首个工程实验堆、2045 年前后建成首个商用示范堆。2025 年 11 月，中国科学院"燃烧等离子体"国际科学计划在合肥启动并发布 BEST 研究计划，10 余国科学家签署《合肥聚变宣言》，中国已成为全球燃烧等离子体研究开放合作的核心平台之一。

三、产业及市场前景

市场空间预测（口径差异大，仅供参考趋势）。 多家机构发布聚变市场预测：IDTechEx《聚变能源市场 2025—2045》跟踪约 50 家创业公司、全球私人投资超 100 亿美元并给出 20 年产业路线图；Precedence Research 预测全球聚变市场从 2025 年约 3759 亿美元增至 2034 年约 6118 亿美元（CAGR 5.56%）；Market Research Future 则给出 2024 年 72.3 亿美元、2035 年 507.6 亿美元（CAGR 19.38%）的较窄口径。各机构统计口径差异很大，建议以产业链环节增量（超导带材、电源、真空、低温、诊断等）理解实际商业空间。
中国产业生态初步成型。 2025 年聚变赛道一级市场融资超百亿元：合肥星核聚变（高温超导＋准等动力仿星器路线）2025 年 11 月成立即完成首轮 8 亿元融资；新奥集团自 2017 年起布局聚变商业化，是全国最早探索聚变商业化的民营企业之一；能量奇点、星环聚能、瀚海聚能等一批公司覆盖高温超导磁体、球形托卡马克、磁化靶等不同技术路线。合肥预计"十五五"期间聚变产业将激活万亿级市场空间。
大科学装置"沿途下蛋"效应显著。 聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）正带动超导磁体、偏滤器、第一壁、大功率电源、人工智能等离子体控制等方向工程化；高温超导（REBCO）带材、低温系统、精密加工等通用技术可外溢至医疗（MRI）、交通（磁悬浮）、数据中心供电等民用市场（Tokamak Energy、CFS 均在拓展此类外溢应用）。
需求侧驱动强劲。 AI 与数据中心爆发式用电需求使聚变成为"确定性买单"的长期电源选项（谷歌、微软均已签订聚变购电协议）；国际原子能机构成立世界聚变能小组（WFEG）推动监管协调与供应链建设，聚变供应链（燃料循环、磁体、材料）正在形成独立的产业门类。

四、有待解决的核心难题

燃烧等离子体物理：氘氚自持燃烧、α 粒子自加热与输运、边界局域模（ELM）对第一壁的冲击等仍是科学难点，需要在 BEST、ITER 等装置上验证集成运行方案；负三角位型（NT）等新运行区为高增益、无 ELM 方案提供了新思路，但尚未经装置级验证。
氚燃料自持与循环：全球氚存量仅数公斤、半衰期 12.3 年，一座聚变电站每年即需消耗全部储备，氚增殖（TBR＞1）是商业化的硬前提。中国工程物理研究院核物理与化学研究所已在国内实现增殖包层百居里级在线产氚与提氚、1∶1 规模氢氘模拟实验中动态提取效率 99.1%、氢同位素分离浓缩 104 倍；美国 MIT 的 BABY 实验（2025 年 5 月）首次实测完整氚增殖率。公斤级氚工厂的工程化、氚安全包容与含氚水处理仍是全球性挑战。
材料辐照考验：聚变堆第一壁、偏滤器与增殖包层须承受 14 兆电子伏中子辐照及兆瓦/平方米级热负荷，低活化钢、钨、碳化硅复合材料的辐照数据积累与国际标准缺失；国内尚无聚变中子源装置（IFMIF-DONES 类），主要依赖裂变堆/加速器中子源做替代考核。
高温超导磁体规模化：REBCO 带材产能、价格与一致性、大规模成缆与失超保护、辐照环境下的磁体性能退化等制约工程化（洪荒70 用 26 个 HTS 磁体即验证了集成可行性，但堆级磁体系统规模大一个量级）。
经济性与监管：聚变平准化度电成本（LCOE）尚无法与风光储竞争，氚工厂与涉核系统成本控制、聚变装置监管许可框架（各国普遍缺失专项法规）、国际标准（材料、燃料、安全）体系空白，是产业化的共同瓶颈（IAEA WFEG 正推动监管协调）。

五、适合国内哪些需求侧企事业单位

地方政府／高新区·经开区：合肥（未来大科学城、聚变产业先导区）、成都（双流区围绕西南物理研究院）、上海临港、以及拟布局未来能源的省级高新区，适合引入聚变产业链配套企业（高温超导带材、大功率电源、低温真空、精密加工、无损检测），并可复制合肥"大科学装置＋基金＋先导区＋政策"模式；通过举办聚变产业大会、建设公共测试平台吸引项目落地。
央企国企（工程化与示范主力）：中核集团（中国聚变能源有限公司，牵头工程实验堆与示范堆）、国家电力投资集团、中国船舶（低温系统、电源、总装建造）、中国石油/中国石化（氘提取与能源转型）、宝武/鞍钢等（低活化钢、耐辐照特种材料）——是"十五五"聚变工程化任务的主要承担方与采购方。
高校科研院所（创新源头）：中国科学院等离子体物理研究所（EAST/BEST/CRAFT 运行）、核工业西南物理研究院（HL-3）、中国工程物理研究院（氚化学与燃料循环）、清华/上海交大/华中科大等（磁体、材料、AI 控制）——承接国家重点研发计划、"燃烧等离子体"国际科学计划等任务，是人才与技术供给方。
专精特新与民营科技企业（供应链卡位）：高温超导带材与磁体企业、大功率脉冲电源、等离子体诊断、AI 与数字孪生控制、真空与低温设备企业等，可通过进入 BEST/CFETR/洪荒系列供应链实现"沿途下蛋"；星核聚变、能量奇点、星环聚能等已证明民营资本可以深度参与。
产业基金与金融机构（耐心资本）：聚变是 10—20 年长周期赛道，适合政府引导基金、国资创投、保险资金以基金方式介入；可参考合肥"产业基金＋先导区"组合拳。
大型用电侧企业（远期电力买家）：互联网与数据中心运营商、电解铝等能源密集型产业，可学习谷歌/微软模式签订远期聚变购电协议，锁定长期低碳电力，同时成为聚变电站选址与消纳的合作伙伴。

参考资料

【各国2025-2026年国家战略白皮书】国际原子能机构（IAEA），2025，《聚变能源展望 2025》（World Fusion Outlook 2025）——全球近 40 国聚变计划、私人投资超 100 亿美元、160+ 装置、高温超导专题、ITER 新基线、CFEDR 概念参数（1.5–3GW、Q=15–30、TBR>1）。
【各国2025-2026年国家战略白皮书】中国共产党第二十届中央委员会，2025 年 10 月，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》——"氢能和核聚变能"列入前瞻布局的未来产业。
【各国2025-2026年国家战略白皮书】国家发展改革委（国务院新闻办发布会），2025，明确"可控核聚变"列入"十五五"能源科技创新重点攻关方向（中国国际核工业展览会网报道）。
【CNS核心综述】Nature，2024，629:555–560，"A high-density and high-confinement tokamak plasma regime for fusion energy"（DIII-D 装置高密度、高约束新运行区的实验验证，DOI:10.1038/s41586-024-07313-3）。
【顶刊综述】Nuclear Fusion（IAEA/IOP），2025，65:093002，"On the Path to Tokamak Burning Plasma Operation"——国际托卡马克物理活动（ITPA）专题特刊，系统综述燃烧等离子体运行物理基础。
【顶刊综述】《原子能科学技术》增刊，2024，彭述明等（中国工程物理研究院核物理与化学研究所），《我国聚变堆氚增殖循环技术最新研究进展与展望》。
【市场年报】IDTechEx，2025，《Fusion Energy Market 2025–2045: Technologies, Players, Timelines》。
【市场年报】Precedence Research，2025，《Fusion Energy Market Size to Hit USD 611.81 Billion by 2034》。
【各地招商引资需求】新华网，2025 年 10 月，《我国紧凑型聚变能实验装置成功落"座"》——BEST 主体建设进入新阶段（合肥）。
【各地招商引资需求】光明网"畅想十五五"，2025 年 12 月，《核聚变能为何能成为"终极理想能源"？》——合肥集聚近 60 家聚变企业、2025 年赛道一级市场融资超百亿、"十五五"激活万亿级市场空间。

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