近年來，有“人類終極能源”之稱的核聚變能愈發(fā)引人關注，這項未來能源的發(fā)展時間表也成為了熱門話題。
在4月25日的“好望角科學沙龍”活動上，中國工程院院士、中國物理學會副理事長、國家大科學工程“聚變堆主機關鍵系統(tǒng)綜合研究設施”總指揮李建剛給出了最新判斷，他表示，預計到2027年，緊湊型聚變能實驗裝置就將建成，5年內(nèi)，我們就能看到第一盞“核聚變燈”在中國點亮。
核聚變將為人類提供綠色、安全、無限利用的能源
據(jù)了解，“好望角科學沙龍”是由中科創(chuàng)星發(fā)起，東壁科技數(shù)據(jù)、上海市研發(fā)公共服務平臺管理中心聯(lián)合主辦的系列活動，旨在圍繞前沿技術領域，搭建以跨界交流為特色的公益性科創(chuàng)社區(qū)，推動未來技術、未來產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。沙龍前兩期聚焦“量子計算”和“RISC-V芯片”，第三期則圍繞“核能雙擎：裂變與聚變的協(xié)同創(chuàng)新”為主題展開，核能相關領域?qū)＜覍W者、科技企業(yè)創(chuàng)始人、知名投資機構(gòu)負責人等70多位知名人士現(xiàn)場參與了活動。
在人類應對氣候危機愈發(fā)急迫、能源安全持續(xù)緊張的當下，核能作為低碳可調(diào)度基荷能源的戰(zhàn)略價值凸顯，但這項前沿技術投資規(guī)模大、技術難度高、安全性不容有失，因此，選定可靠的發(fā)展路線就變得至關重要。
“從實驗裝置到聚變實驗堆、工程示范堆，再到聚變能原型電站，是中國磁約束聚變能發(fā)展的技術路線圖。”李建剛院士在沙龍上透露，中國聚變工程示范堆（CFEDR）目前已啟動方案設計，將瞄準建設世界首個聚變示范電站。
“中國聚變工程示范堆將完成從ITER到聚變原型電站之間的技術過渡和工業(yè)實踐，演示聚變能持續(xù)大功率、安全和穩(wěn)定運行的可行性?！彼€表示，作為人類能源的終極解決方案，核聚變能將提供綠色、安全、無限利用的能源。
在圓桌交流環(huán)節(jié)，李建剛院士還提到，預計到下世紀末，人類社會將完成清潔能源對化石能源的替代，而在此期間，所有清潔能源技術都值得大力發(fā)展，其中既包括核聚變技術，也包括核裂變技術。
通過核聚變能實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電的目標無法一蹴而就，在技術研發(fā)、商業(yè)化等諸多層面，目前主流的核裂變發(fā)電都能提供有益經(jīng)驗。在活動現(xiàn)場，核能創(chuàng)新生態(tài)的構(gòu)建、裂變與聚變的協(xié)同創(chuàng)新等話題也引發(fā)了熱議，翌曦科技創(chuàng)始人金之儉、星能玄光創(chuàng)始人孫玄、上海交通大學教授劉曉晶、未來產(chǎn)業(yè)基金總經(jīng)理魏凡杰等嘉賓就相關話題進行了探討。
預計2030年左右完成小型堆核電站商業(yè)示范
作為第三期“好望角科學沙龍”的“科學主理人”，核能規(guī)劃發(fā)展、科研設計、工程管理、核安全等領域的專家田佳樹也強調(diào)了核能的重要性。在《核能發(fā)展現(xiàn)狀和前景分析》主題演講中，他分享了科技界對于先進核能開發(fā)的前沿研究，以及自己對裂變能、聚變能未來發(fā)展的看法。
在他看來，安全、高效、規(guī)模化發(fā)展的核電技術，是解決我國能源問題的重要支柱之一。尤其在“雙碳”目標下，核電被視為替代目前我國第一大電源煤電的最佳選擇。
據(jù)悉，雖然得益于風電、光伏等新能源裝機的不斷增長，目前煤電在我國的電力裝機占比已降至40%以下，但風光發(fā)電受限于波動性、間歇性等特性，發(fā)電量增長明顯弱于裝機量增長，這導致全國60%左右的發(fā)電量仍要依賴煤電。而與此同時，人工智能等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展都對穩(wěn)定、可靠的電力來源不斷提出著更高的要求。據(jù)田佳樹介紹，從2020年到2030年，我國數(shù)據(jù)中心的耗電量將翻上兩番，達到400TWh，尤其今年以來DeepSeek的爆火，很可能加速帶來整體AI應用生態(tài)的繁榮，并推升其對算力的更大需求。
如何在保證能源轉(zhuǎn)型進度的前提下，用穩(wěn)定、可靠的清潔電力“喂飽”AI？
核電被寄予厚望，根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)，截至2024年底，我國的核電以約1.8%的裝機占比，貢獻了全國約4.7%的社會發(fā)電量，發(fā)電效率可觀，發(fā)展?jié)摿^大，且在供電持續(xù)性、穩(wěn)定性、可靠性等方面均具有優(yōu)勢。
實際上，在2025年全國能源工作會議上，國家能源局就明確提出，今年會核準一批條件成熟的沿海核電項目，因地制宜推動核能綜合利用，穩(wěn)步推動首批國家能源核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術試點項目建設，計劃到年底實現(xiàn)6500萬千瓦的核電裝機。
而根據(jù)國際原子能機構(gòu)（IAEA）的預測，到2050年，全球核能裝機將突破11億千瓦，其中，小堆（即“小型模塊化反應堆”）將占核電總裝機容量的1/4，期間有約3億千瓦的發(fā)展空間。在目前的核能研究與項目開發(fā)中，小堆變得越來越“時髦”，已堪稱“顯學”。與大型核反應堆相比，小堆建造周期短、體積小功率大、單機投資低、廠址適應性強，在安全性、適應性、環(huán)保、可循環(huán)利用等方面也均有一定優(yōu)勢。在數(shù)據(jù)中心供能、園區(qū)綜合能源供應、替代退役煤電等領域，小堆被認為有著廣闊的商業(yè)前景。
根據(jù)田佳樹的介紹，全球的小堆設計方案有近百種之多，涵蓋水冷、氣冷、液態(tài)金屬冷卻和熔鹽冷卻等多種反應堆技術，我國目前已建成全球首個第四代特征的球床式高溫氣冷堆，并有希望率先建成全球首個陸上小型壓水堆“玲龍一號”。
“未來10年將是小堆開發(fā)驗證和推廣的重要窗口期。”田佳樹分析稱。同時，他還預計，到2030年左右就將完成小型堆核電站商業(yè)示范。
硬科技的早期投資，背后往往是對未來趨勢的預判和押注。目前，小堆和聚變堆都是投資熱點所在。田佳樹認為，兩者最終將共同引領世界能源的綠色轉(zhuǎn)型，但具體來看，其所處的階段和發(fā)展時間表又有所不同。小堆兼具三代堆成熟性與四代堆創(chuàng)新性，是未來十年至二十年的戰(zhàn)略必爭領域，但還需通過標準化設計、規(guī)模化生產(chǎn)降低成本，證明其與大型反應堆相比具有競爭力；而聚變能還處在發(fā)展早期階段，尚需解決材料、成本和工程化等問題，預計未來二十年內(nèi)可能會完成實驗堆和示范堆的環(huán)節(jié)，并在商業(yè)堆的環(huán)節(jié)探索市場接受度。
中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊也表示，小堆與可控核聚變的協(xié)同發(fā)展，將成為人類能源革命的“雙引擎”。這樣的雙軌發(fā)展，也折射出人類能源利用的深層邏輯—既要立足當下，通過小堆實現(xiàn)核能安全發(fā)展的“確定性”；同時也投資未來，依托可控核聚變打開“無限能源”的想象。而在這個發(fā)展過程中，還需要政策的協(xié)同、耐心的資本和公眾的理解，共同推動核能成為可持續(xù)發(fā)展的基石，實現(xiàn)能源的升維。
核能的快速發(fā)展，正為人類未來能源體系打開著更多的想象空間，而能源科技、能源結(jié)構(gòu)的演進和迭代，也與AI等前沿科技、新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度關聯(lián)、互相影響。據(jù)了解，“好望角科學沙龍”后續(xù)還將持續(xù)圍繞人工智能、光子科學、生命科學、合成生物學等前沿技術領域組織相關活動。（本文首發(fā)于鈦媒體APP，作者｜胡珈萌，編輯｜劉洋雪）
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