中核集团聚变领域首席科学家段旭如：聚变发电商业化时间表明确，2045年左右建成示范堆|中核集团|人造太阳|核聚变|段旭如|等离子体|聚变堆|聚变能

经济观察报记者王雅洁

进入2026年，中国核聚变相关研发与产业化进程全面提速，站上新的历史起点。

在“新一代人造太阳”——中国环流三号（HL3）于2025年3月28日首次实现“双亿度”运行、取得重大科研突破之后，中核集团牵头组建的中国聚变能源有限公司（下称“中国聚变”）于2025年7月在上海正式挂牌成立，标志着中国核聚变事业从科研探索向工程化、产业化迈出里程碑式的一步。

2026年1月，《中华人民共和国原子能法》正式施行，国家在法律层面明确鼓励和支持可控聚变能研究，为这一前沿颠覆性技术的加速发展打开了新的制度窗口。

作为中核集团聚变领域首席科学家，段旭如亲历并推动着我国核聚变技术的每一次跨越。

在他看来，中国核聚变发展的商业逻辑已十分清晰：在遵循“实验堆—示范堆—商用堆”的科学规律基础上，我国已制定了明确的时间表和路线图。

其核心目标是通过攻克燃烧等离子体、耐辐照材料等关键技术，最终在21世纪中叶前后，将这种清洁、安全、资源无限的理想能源送入千家万户，与风、光、电等清洁能源共同构建“基础保障与灵活补充”深度协同的未来能源体系。

|对话|

经济观察报：从全球来看，我国可控核聚变研究发展处于什么水平？近几年来关键技术突破体现在哪些方面？

段旭如：我国核聚变研发取得了长足进步，尤其是自2006年参加国际热核聚变实验堆ITER计划（国际热核聚变实验堆计划，是全球规模最大的国际科技合作项目，旨在验证聚变能和平利用的可行性）以来，相关科研实力得到了极大提升。在核聚变科研方面培养了一批具有国际视野的人才，建成了多座国际先进的研发平台，核聚变技术已从过去的跟跑到并跑，到部分技术达到国际领先水平，已位于国际第一方阵，与国际同步处于科学研究向实验堆工程验证过渡的关键阶段。

近年来，我国核聚变研究取得了一系列重要进展。在装置运行方面，国内当前规模最大、参数能力最高的新一代“人造太阳”中国环流三号实现150万安培等离子体电流高约束模、双亿度运行，刷新我国磁约束聚变装置等离子体运行参数纪录，标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。东方超环首次实现千秒级高约束模长时间放电，对于我国自主掌握托卡马克放电控制技术具有重要意义。为释放聚变堆研发风险，我国正积极筹划依托中国环流三号开展燃烧等离子体实验，以夯实氘氚运行科学和技术基础，加快向实验堆工程阶段迈进。

同时，我国聚变堆关键技术研发也取得了一系列重要进展。在聚变堆“点火”所需的外部加热技术方面，我国研发的射频负离子源中性束实现单级加速电压超160kV（千伏），平均束流密度超270A/m2（安培每平方米），技术指标国际领先。在聚变堆涉核关键技术方面，我国ITER产氚包层系统率先通过了ITER设计评审，制造出全球首个全尺寸聚变堆产氚包层验证模块，率先完成ITER增强热负荷第一壁全尺寸原型件认证，并发布全球首项核聚变领域国际标准。继圆满完成ITER托卡马克主机安装第一阶段任务后，中核集团牵头的中法联合体与ITER进一步签署真空室模块组装合同SMSA（真空室模块组装合同），成为目前ITER项目主机安装的主要承包商，这极大地提高了我国在国际大科学工程中的参与度和话语权，为我国下一步自主建造聚变实验堆、示范堆奠定了基础。

经济观察报：国际上有多个国家提出加速聚变能商业化，中核集团对中国实现聚变发电的时间表是否有更新？关键里程碑如何设定？随着人工智能等新技术融入，在时间上是否存在提前的可能性？

段旭如：从全球视野看，聚变能商业化已形成加速态势。据国际原子能机构《2025年世界聚变展望》报告，全球近40个国家推进加速聚变能商业化。但聚变能商业化仍面临多重挑战，还需要一定时日。科学与技术层面仍需突破燃烧等离子体稳态运行、耐高能中子轰击及高热负荷材料等难题；在产业生态上，还需解决产供链成熟性、经济可承受性、投资可持续性、监管可适配性等问题。

具体而言，实现聚变能商业化运用，需经历6个阶段：原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆。目前我国聚变能正处于“燃烧实验”阶段，已具备开展相关实验的等离子体参数及装置运行等条件。预计到2027年底，中国环流三号综合参数（聚变三乘积）将在当前10的20次方量级的基础上提升2至3倍，开展高性能等离子体实验。

根据我国的技术和创新发展水平来推演，预计在2027年可开启聚变能燃烧实验研究；2030年左右，具备中国首个工程实验堆的研发设计建造能力；2035年左右，将建成中国首个工程实验堆；2045年左右，预计建成我国首个商用示范堆。

当然，在时间上是否有可能提前，取决于技术的发展，上述时间表是按照今天的认知来考虑和推演的。近几年，人工智能已经在等离子体运行监测、控制及不稳定性预测等研究中获得初步验证，有望解决等离子体控制难题，并且在聚变堆系统研发、运维等方面具有很大的发展空间和潜力。未来聚变能商业化，高温超导磁体是很关键的技术部件，如果可以提供更强磁场，就会大幅提升等离子体性能，从而使得未来聚变堆规模变得更加紧凑，缩短建造周期、降低成本，加速技术迭代。

经济观察报：可控核聚变从实验室走向商业应用，关键“卡点”是什么？

段旭如：可控核聚变从实验室走向工程商业应用，首要解决几大关键大科学与工程技术难题，即燃烧等离子体稳态运行、耐高能中子轰击及高热负荷材料、氚增殖与自持循环，以及高参数等离子体控制技术、高温超导磁体技术、能量转换技术等。此外，尽管核聚变具有固有安全特性，但仍需建立与之相匹配的聚变核安全监管法律法规，以管理氚的渗透控制、放射性活化材料的处理等。最终，所有技术突破都必须通过经济性这一终极考验，将建设和运维成本大幅降低，从而具备市场竞争力。

经济观察报：中国聚变成立后，取得了哪些关键进展？2026年及“十五五”期间的重点工作与战略布局是什么？

段旭如：2025年7月，中核集团在核工业西南物理研究院基础上牵头组建中国聚变，重点布局大科学实验、聚变堆材料研制等领域。

中国聚变在上海正式挂牌成立之后，完成中国聚变增资引战与实体化运营，实现机构、人员、制度、管理、能力“五到位”；加大超导磁体研发力度，挂牌成立超导磁体研发部，攻克高温超导材料难加工成型问题，研制出大电流、高强度高温超导CICC（电缆型超导复合导体）导体样品，为聚变能工程化商业化奠定基础；推动中核集团聚变领域首席科学家当选国际托卡马克物理活动协调委员会（ITPACC，即国际托卡马克物理活动协调委员会）主席和ITER理事会科技咨询委员会（STAC）轮值主席。截至目前已有44家各类单位加入这一创新联合体，涵盖央企、民企、高校、科研院所，国际影响力与行业话语权显著提升。目前联合体已启动“聚变堆超导磁体产业化”等重点项目，吸引社会资本参与。

2026年，中国聚变将正式发布“十五五”发展规划，力争主导国家科技重大专项，以更加强有力的改革破局举措，加快创新范式变革、推进新型研发机构建设，加速推进科技创新与产业开发取得新突破，构建工程项目高效管理模式，快速推进“两地三区五高地”建设，发布“两基地”项目一体化进度计划，完成可研批复，实现“双开工”，ITER计划第一壁将实现批量生产。整个“十五五”期间，中国聚变将实现我国首次聚变燃烧实验、输出10MW（兆瓦）级聚变功率，建成全球首座14MeV（兆电子伏特）聚变中子源辐照设施，建成全高温超导紧凑型托卡马克装置，建成核聚变技术研发基地，建成数字聚变堆并完成实验堆工程设计，完成ITER关键部件制造，壮大产业经济，建成中核集团首家新型研发机构。

经济观察报：有人认为可控核聚变是“终极能源解决方案”。可控核聚变的革命性意义体现在哪些方面？

段旭如：首先，可控核聚变的主要燃料氘（氢的同位素）在地球上“储量”非常丰富，且分布广泛。氘大量存在于海水中，每公升海水提取出的氘通过聚变反应可释放相当于燃烧300公升汽油的能量；氚由于半衰期较短，在自然界中储量有限，但其可通过中子轰击锂来制备。锂在地壳、盐湖和海水中，都大量存在。其次，可控核聚变具有固有安全与环境友好的特性，因核聚变反应需达到上亿度以上高温等非常苛刻的条件，如反应故障时会因不满足反应条件而自动停止，无熔毁风险。此外，放射性废物极少且半衰期短，运行过程也不产生温室气体。核聚变能一旦实现商用，将大幅降低人类对化石能源依赖，因其资源丰富且分布广泛，有望重塑全球能源体系与地缘政治格局，推进人类科技进步和生产方式变革，实现环境和社会经济可持续发展。

经济观察报：核聚变能对于建设零碳社会有何作用？其何时能走入寻常百姓家？将给人们的生活带来哪些变化？

段旭如：核聚变能有望成为建设零碳社会的核心支柱，可以提供稳定、零碳的基荷电力以弥补风电、光电等间歇性能源的不足。目前来看，核聚变要真正“走入寻常百姓家”仍需要时间攻克多项关键技术，预计将会在2050年前后实现商用。核聚变能有望深刻改变人类生活，届时能源将极大丰富，生态环境将得到大幅改善。绿色制氢、垂直农业、海水淡化和合成燃料等产业将兴起，人工智能有望摆脱能源束缚得到飞速发展。诸如星际旅行等一批科幻场景或许可以在核聚变能的支持下成为现实。

经济观察报：未来核聚变能将与风电、光电等清洁能源形成怎样的能源架构？

段旭如：核聚变能最终将补上清洁能源体系中“稳定、密集基荷能源”的最后一块拼图，核聚变能不是替代风电、光电，而是与之构成“基础保障与灵活补充”的深度协同的能源架构关系。未来的能源架构如同一个超级农场，核聚变是内部的现代化全天候温室，以稳定、密集的方式持续产出，构成体系的压舱石。风电、光电是依赖天时的广阔露天田野，可以充分利用丰饶的自然馈赠，“收成”会有间歇波动。

经济观察报：下一步，核聚变能与氢能等前沿清洁能源产业如何协同发展？

段旭如：未来核聚变能有望为氢能产业带来根本性的成本革命，将使绿氢的生产成本大幅下降，激活全球性的绿色氢能贸易。核聚变能将提供稳定、持续输出的基荷电力。而氢则作为高效、灵活的二次能源载体与储能介质，将能量输送、分配并应用于电力网络难以直接覆盖的场景。二者的深度协同，将形成一个兼具稳定性、韧性、灵活性的清洁能源体系。

经济观察报：你对我国可控核聚变下一步发展，还有什么建议？

段旭如：可控核聚变是战略性前沿科技，具有技术难度大，投资成本高，研发周期长等特点。面临可控核聚变核心技术的挑战以及我国在该领域存在的短板等问题，一方面，需要在国家层面建立合适的机制，协调好现有有限的优势力量，集智创新，协同攻关相关“卡脖子”技术。另一方面，需要充分发挥我国新型举国体制的优势，统筹配置资源，集中力量自主攻坚研发聚变实验堆。要充分发挥工业界和企业集团科技创新主体等优势作用，推动聚变堆工程技术攻关与产业转化。尤其是利用我国现有完整的核工业体系的优势和丰富的核工程经验，发挥企业在工程设计、材料生产、装备制造等领域的产业赋能优势，聚焦核工程技术在聚变堆全生命周期的关键作用，推进我国可控核聚变事业发展。

（作者王雅洁）

免责声明：本文观点仅代表作者本人，供参考、交流，不构成任何建议。