一、行业概述与发展现状
1.1 可控核聚变的定义与战略意义
可控核聚变，又称“人造太阳”，是指在人工可控条件下实现轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程。核聚变反应堆的原理是模拟太阳内部的核聚变过程，通过将氘、氚等轻原子核加热到极高温度（超过1亿摄氏度），使其克服库仑斥力相互碰撞并融合，释放出巨大的能量。与之相对的是核裂变，现有核电站主要利用铀-235等重原子核裂变释放能量。核聚变与核裂变的分界线是铁元素，原子序数小于铁的元素聚变释放能量，原子序数大于铁的元素裂变释放能量。
可控核聚变作为人类追逐的“终极能源”，具有多重显著优势。第一，燃料资源近乎无限，氘可以从海水中提取，每升海水含约30毫克氘，完全燃烧后可产生相当于300升汽油的能量；氚可从锂资源中制备，而锂资源储量同样丰富。第二，能量密度极高，单位质量燃料释放的能量是核裂变的数百倍，是化石燃料的数百万倍。第三，安全性本质优越，聚变反应需要持续的燃料供应和极端的物理条件，一旦这些条件无法满足，聚变反应将自动停止，不存在核裂变电站那种不可控的链式反应风险。第四，环境友好，聚变反应不产生温室气体排放，放射性废物主要来自中子辐照产生的感生放射性，且半衰期远低于核裂变产物。第五，碳排放为零，聚变发电全生命周期碳排放接近零，是实现碳中和目标的终极清洁能源解决方案。
可控核聚变的实现需要满足三个基本条件：极高的温度（超过1亿摄氏度，使原子核具有足够动能克服库仑斥力）、足够的密度（使原子核有足够碰撞概率）和足够的约束时间（使聚变反应维持足够长的时间）。这三者之间相互关联，构成著名的“三乘积”条件。目前，全球科学家正在通过磁约束和惯性约束两大技术路线挑战这一终极目标。
1.2 全球可控核聚变发展态势
全球可控核聚变正处于从实验堆向工程堆迈进的关键阶段。国际热核聚变实验堆（ITER）是目前全球最大、最重要的国际合作项目，由中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度七方共同参与，建设地点位于法国南部。ITER目标是验证聚变能作为能源来源的科学和技术可行性，计划建造具有500兆瓦聚变功率、可连续燃烧500秒的实验反应堆。ITER计划2035年完成建造，2040年开始产生聚变反应，其成功将为未来商业聚变电站的建设提供关键技术支撑。
全球私营核聚变公司数量从2017年的5家快速增长至2023年的50家左右，资本涌入态势显著。根据聚变行业协会（FIA）数据，2022年全球私营核聚变公司累计融资额达48.6亿美元，同比增长139%；截至2023年上半年，累计融资额已达62.1亿美元；2024年行业累计融资规模更是达到71亿美元，较2023年增加9亿美元。超半数公司预期2035年前可实现核聚变并网发电。谷歌、微软、比尔·盖茨等科技巨头和投资人都积极布局核聚变领域。国际原子能机构预计，到2050年世界第一座核聚变发电厂有望建成并投入运行。美国商业公司联邦聚变系统（CFS）计划在2030年代初建成第一座聚变发电厂。
在技术路线方面，磁约束托卡马克装置仍是主流方向，占据全球核聚变装置47%的份额。美国在惯性约束激光聚变领域取得里程碑式突破，美国国家点火装置（NIF）通过192束激光压缩靶丸实现能量增益大于1（Q>1），验证了激光惯性约束聚变的科学可行性。高温超导技术的突破为聚变装置小型化和商业化提供了新可能，采用高温超导磁体的紧凑型聚变装置在成本和建设周期上都具有显著优势。
1.3 中国可控核聚变发展现状
中国在可控核聚变领域已从“局外人”成长为拥有世界级能力的国家，实现了从跟跑到并跑、部分领域领跑的跨越。中国科学院合肥物质科学研究院研制的“东方超环”（EAST）是世界首个全超导托卡马克装置，自2006年投入运行以来已成为全球科学家开展核聚变能源研究的重要开放平台。2025年1月，EAST首次实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模运行，创造了新的世界纪录，标志着中国聚变能源研究从基础科学迈向工程实践的重大跨越。此前，EAST还多次创造和刷新高约束模式运行时间世界纪录，成为全世界唯一能在亿度高温下进行千秒级运行的托卡马克装置。
中国新一代“人造太阳”也取得重大突破。“中国环流三号”（HL-3）是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置。2023年，“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，突破了多项关键技术难题。2025年3月，装置实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，综合参数达到国际先进水平。“中国环流三号”于2023年底面向全球开放，2024年首轮国际联合实验吸引了全球17家知名科研院所和高校参与，彰显了中国聚变研究的国际影响力。
在仿星器研究领域，中国成功研制了首台可控核聚变实验装置——准环对称仿星器。仿星器是一种利用复杂三维磁场约束等离子体的装置，具有无需依赖等离子体电流实现稳态运行的天然优势，在等离子体稳定性方面具有独特优势。中国科学院合肥物质科学研究院还成功研制了强流直线等离子体装置“赤霄”，使中国成为继荷兰之后第二个拥有此类装置的国家。
中国积极参与ITER国际合作项目，自2006年加入以来承担了约9%的建设和运营责任。2024年，中国承担了ITER项目真空室模块组装合同等关键任务，为项目推进作出重要贡献。通过参与ITER项目，中国不仅提升了自身技术水平，还培养了大批高水平专业人才，积累了丰富的国际合作经验。同时，中国正在自主推进中国聚变工程试验堆（CFETR）项目，该项目是ITER与未来商业示范堆之间的桥梁，计划2030年代建成，目标是产生高达1吉瓦的聚变能量。
二、政策环境与战略布局
2.1 国家顶层战略设计
中国将可控核聚变纳入国家战略科技力量的重要组成，受到党和国家的高度重视。“十四五“规划明确提出要瞄准核聚变等前沿领域实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目，将核聚变能作为优先发展的未来产业进行布局。《“十四五“现代能源体系规划》明确了对核聚变研发的支持，将聚变能列为国家战略性新兴产业。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》专章部署“前沿领域和未来产业”，核聚变赫然在列，体现了国家层面对核聚变能发展的高度重视和战略谋划。
2023年12月，由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式成立，进一步汇聚了国内优势科研力量和产业资源。该联合体旨在围绕可控核聚变关键核心技术开展协同攻关，推动创新链与产业链深度融合，加速技术成果转化和产业化进程。国务院明确将可控核聚变定为未来能源唯一方向，标志着核聚变能在国家能源战略中的定位进一步提升。
在科技研发方面，国家自然科学基金委员会设立核聚变专项，支持基础研究和关键核心技术攻关。科技部将超导材料、等离子体控制等核聚变相关技术纳入国家重点研发计划。国防科技领域同样将核聚变技术作为重点发展方向，在高功率微波、强磁场等领域持续投入。
2.2 地方政策创新实践
地方政府积极响应国家战略，纷纷出台支持核聚变发展的政策措施，形成了央地联动、协同推进的发展格局。安徽省将核聚变能列为战略性新兴产业，依托中国科学技术大学和中国科学院合肥物质科学研究院的科研优势，建设了合肥综合性国家科学中心、量子信息国家实验室等高能级创新平台。合肥市更是提出建设“中国聚变之都“的战略目标，出台了专项扶持政策，在资金、土地、人才等方面给予重点支持。
上海、北京、成都、深圳等城市也在积极布局核聚变产业。上海依托张江综合性国家科学中心，聚集了相关高校和科研院所；成都作为中国聚变工程试验堆（CFETR）的拟选地址，在核聚变领域具有独特的区位优势。地方政府还通过设立核聚变产业专项基金、提供税收优惠和补贴等方式，支持核聚变技术研发和产业化项目落地。
长三角地区正在形成核聚变创新共同体。2025年，常州举办2026可控核聚变未来产业大会，推动区域核聚变产业集群发展。上海、江苏、浙江、安徽等省市在核聚变领域开展紧密合作，共同打造具有全球影响力的核聚变创新高地和产业集聚区。地方政府还积极引进国际顶尖人才和项目，推动核聚变领域国际合作走深走实。
2.3 国际合作与竞争态势
核聚变已成为大国科技竞争的重要领域。全球主要国家都在加大核聚变研发投入，力图在这一战略技术上占据先机。美国发布了《聚变能战略》，提出科研合作、商业准备、伙伴关系三大支柱；英国宣布投资建设原型聚变工厂，目标2040年实现净能量输出；日本、韩国、澳大利亚等国也制定了各自的核聚变发展战略。核聚变竞争正在从纯技术竞争向技术、标准、人才综合竞争演变。
在积极参与国际合作的同时，中国也在大力推进自主创新。加入ITER项目至今的二十年，是中国聚变研究发展日新月异的二十年。通过消化吸收和掌握ITER装置的全部科学和工程技术，中国自主创新地发展核聚变能，实现了跨越式发展。ITER组织副总干事罗德隆表示，当前中国位居世界第一方阵，在设施建设方面尤为领先。
中国与俄罗斯计划在2028年合作启动月球核反应堆建设，以支持国际月球研究站（ILRS）建设，目标是到2035年在月球南极建立一个永久基地。这一合作将为中国在太空能源应用领域积累宝贵经验，也展示了核聚变技术的广阔应用前景。
三、产业链结构分析
3.1 产业链全景图谱
可控核聚变产业链可划分为上游核心部件与材料、中游设备制造与反应堆建设、下游应用开发与运营服务三大环节。由于核聚变技术目前仍处于实验堆和工程堆阶段，商业化应用尚未实现，产业链整体呈现“上游技术密集、中游门槛极高、下游前景广阔”的特征。
产业链上游主要包括超导磁体材料、金属钨和钽等稀有金属、特种钢材、氘和氚燃料制备等核心设备和材料供应商。超导磁体是核聚变装置的核心部件，需要使用NbTi（铌钛）和Nb3Sn（铌三锡）等低温超导材料，以及YBCO（氧化钇钡铜）等高温超导材料。高性能金属钨是偏滤器、第一壁等面对等离子体部件的关键材料，要求具有高熔点、高热导率和低溅射率。特种钢材用于真空室、支撑结构等部件，需要满足高强度、耐辐照等严苛要求。
产业链中游涵盖托卡马克、仿星器等聚变实验装置的设计、制造和工程建设，以及辅助系统（加热系统、冷却系统、真空系统、控制系统的研发集成。主机工程设计需要整合电磁设计、热工水力、结构力学等多学科知识，门槛极高。目前全球仅有少数国家和研究机构具备研制大型聚变实验装置的能力。辅助系统包括中性束注入加热、射频波加热、微波加热等等离子体加热设备，以及氦制冷机、冷却水系统等热控设备。
产业链下游包括聚变能的应用开发、电网接入方案设计、热电联产模式探索，以及聚变装置运维服务、氚回收利用等技术。目前核聚变发电尚未实现商业化，但下游应用前景广阔，包括基荷能源供应、深海和太空特殊能源需求、高温工业热源等领域。中子经济概念受到关注，聚变中子可用于材料辐照改性、同位素生产等。
3.2 上游核心设备与材料
超导磁体系统是核聚变装置的核心子系统，承担着产生强磁场约束高温等离子体的关键功能。核聚变用超导磁体主要分为低温超导和高温超导两大类。低温超导磁体采用NbTi或Nb3Sn超导线材，工作温度约4开尔文（-269摄氏度），技术成熟度高，已在ITER等大型装置中广泛应用。高温超导磁体采用REBCO（稀土钡铜氧）带材，工作温度可达77开尔文（-196摄氏度）甚至更高，可采用结构更紧凑的导体设计，近年来发展迅速。
第一壁材料和偏滤器是聚变装置中最具挑战性的材料部件。第一壁是聚变装置真空室内面对等离子体的表面结构，需要承受高能中子辐照、高热负荷和等离子体粒子轰击。偏滤器是排除等离子体杂质和热量的关键部件，工作条件最为恶劣。中国在钨铜复合偏滤器技术上取得重要突破，安泰科技等企业已实现钨铜偏滤器等关键部件的研发和生产，成为全球可控核聚变装置的核心供应商。
燃料循环系统是核聚变装置的重要辅助系统，包括氚提取回收、氘氚处理、同位素分离等模块。氚是聚变反应的关键燃料之一，自然界中几乎不存在，需要通过锂-6中子俘获反应在聚变堆包层中原位生产。氚的提取、纯化、储存和运输技术是核聚变燃料循环的核心环节。西部超导材料科技股份有限公司是国内超导材料领域的领军企业，永鼎股份等企业在超导带材方面也有布局。
3.3 中游装置制造与集成
托卡马克装置是目前最成熟、应用最广泛的磁约束聚变装置类型，其基本结构包括环形真空室、纵向磁场线圈、变压器铁芯、支撑结构等。托卡马克利用环形磁场约束等离子体，通过变压器感应电流实现等离子体的欧姆加热，并配合外部辅助加热系统将等离子体加热到聚变温度。EAST装置的建成和成功运行，证明了中国在全超导托卡马克设计建造方面的世界领先地位。
仿星器是另一种磁约束聚变装置类型，利用复杂的三维磁场实现等离子体约束。与托卡马克相比，仿星器具有无需驱动等离子体电流即可实现稳态运行的天然优势，且在等离子体稳定性方面具有独特优势。但仿星器磁体系统结构复杂，设计和制造难度更高。近年来，随着计算电磁学的发展和工程设计水平的提高，仿星器研究重新受到关注。
惯性约束聚变利用激光或粒子束驱动微型靶丸瞬间压缩燃料至聚变条件。激光惯性约束聚变方向，中国工程物理研究院激光聚变研究中心、上海激光等离子体研究所、上海光学精密机械研究所等单位在神光系列激光装置上开展了大量研究工作。Z箍缩惯性约束聚变利用脉冲电流产生的磁场压缩等离子体，中国在该领域也有布局。惯性约束聚变在基础物理研究和核武器模拟等方面具有重要价值。
核聚变装置的系统集成和工程建设需要整合多学科专业知识，涉及超导磁体、低温工程、真空技术、电源系统、控制保护、水冷系统、诊断仪器等数十个子系统。中国核工业集团有限公司旗下的中国核建在ITER核心安装工程建设中承担了关键任务，掌握了全超导托卡马克装置建造技术。上海电气在核聚变相关设备研制方面也有布局。
3.4 下游应用与未来场景
核聚变能的应用前景极为广阔。基荷能源供应是核聚变最直接的应用场景，聚变电站可提供稳定、清洁的基荷电力，不受天气和季节影响。聚变电站的容量因子可达90%以上，远高于光伏和风电。聚变能的能量密度极高，一座1吉瓦的聚变电站每年仅需消耗约100吨氘和200吨锂（用于生产氚），而同等规模的火电站每年需要消耗约250万吨煤炭。
深海和太空特殊能源需求是核聚变能的独特应用场景。核聚变装置的小型化技术突破后，可用于核动力船舶、深海探测器、月球基地等特殊场景。相比核裂变动力，核聚变动力具有更高的安全性和更少的放射性废料，更适合在这些特殊环境中使用。中国与俄罗斯合作的月球核反应堆计划，就是核聚变技术太空应用的重要探索。
高温工业热源是核聚变的另一应用方向。聚变反应产生的高能中子可携带大量热能，除用于发电外，还可直接提供高温工业热源。聚变堆可与热化学制氢（如高温电解制氢）耦合，生产绿氢用于化工、冶金等高耗能行业。此外，聚变中子可用于材料辐照改性、同位素生产、核废料嬗变等，形成“核聚变+核科学”的综合应用体系。
四、技术发展现状与突破
4.1 磁约束托卡马克技术进展
中国在磁约束托卡马克技术方面取得了一系列世界领先的成果。EAST装置作为世界首个全超导托卡马克，自2006年投入运行以来不断刷新世界纪录。2025年1月实现的“亿度千秒”里程碑，解决了等离子体芯部与边界集成、壁相互作用、精密控制等关键问题，成功实现1亿摄氏度、1066秒稳态长脉冲高约束模运行。这是迄今为止世界上高温等离子体运行时间最长纪录，标志着中国在稳态高约束模运行研究方面遥遥领先。
“中国环流三号”（HL-3）是中国规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，综合参数达到1020量级。2025年3月，装置实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度“突破，综合参数达到国际先进水平。HL-3的高约束模式运行、等离子体电流提升等实验成果，为未来聚变工程堆的设计运行提供了宝贵的物理基础和工程验证。
全超导托卡马克技术是EAST的核心创新。与非超导托卡马克相比，全超导托卡马克可长时间维持强磁场而不消耗大量电力，大幅提高了装置的经济性和实用性。EAST的成功证明了中国在全超导磁体设计制造、低温系统集成、真空技术等关键领域的综合能力。这些技术积累为未来更大规模聚变堆的建设奠定了坚实基础。
中国在托卡马克高约束模式（H模）物理研究方面也取得重要进展。H模是托卡马克高参数运行的标准模式，具有较好的等离子体约束性能。中国环流三号实现的高约束模式运行，突破了边缘局部模（ELM）控制、破裂缓解等关键技术难题，为聚变堆等离子体稳态运行提供了重要参考。
4.2 高温超导与装置小型化
高温超导技术的突破为核聚变装置的小型化和商业化提供了新路径。相比传统低温超导材料，REBCO高温超导带材可在较高温度（77K）下工作，可采用结构更紧凑、磁场更强的导体设计。使用高温超导磁体的聚变装置，体积和成本可大幅降低，商业可行性显著提升。
能量奇点公司研制的“洪荒70”装置是全球首台全高温超导托卡马克装置，国产化率超过96%。该装置于2025年成功实现等离子体点火和约束运行，标志着中国在高温超导聚变领域走在世界前列。洪荒70的下一步目标是研制“洪荒170“装置，目标Q值大于10，能量增益达到国际领先水平。高温超导技术的应用，使紧凑型聚变装置的实现成为可能。
美国麻省理工学院支持的CFS公司也在推进高温超导聚变计划，其SPARC装置采用氧化钇钡铜（YBCO）超导材料，目标磁场强度达12特斯拉，计划2026年实现净能量增益。中国在高温超导材料和应用方面具有较强竞争力，西部超导材料科技股份有限公司是国内高温超导材料的领军企业。
高温超导磁体的商业化应用正在加速。超导材料国产化率持续提升，成本不断下降。紧凑型聚变装置的设计和建设周期相比传统方案可缩短一半以上，建设成本可降低70%以上。这为商业资本进入核聚变领域提供了可能，也为核聚变商业化提供了新路径。
4.3 惯性约束与新型技术路线
惯性约束聚变利用激光或粒子束驱动微型靶丸瞬间压缩燃料至聚变条件。美国国家点火装置（NIF）于2022年首次实现激光惯性约束聚变点火，能量增益大于1（Q>1），是人类聚变研究史上的里程碑式成就。惯性约束聚变的优势在于能量约束时间极短（纳秒量级），对等离子体约束的要求相对较低，但面临高能激光器的能量效率、低成本靶丸制造、重复频率运行等挑战。
中国在惯性约束聚变领域也有重要布局。中国工程物理研究院激光聚变研究中心研制的“神光“系列高功率激光装置，在激光聚变基础物理研究方面取得了大量成果。新奥集团的“玄龙-50U“装置计划开展氢硼聚变实验，这是一种无需氚燃料的聚变反应路径，可避免氚的放射性问题。新奥集团还计划2027年建成“和龙-2“装置，目标是实现Q值大于等于1。
场反位形（FRC）是一种新兴的磁约束聚变技术路线。中国瀚海聚能的第一代直线型场反位形装置已完成等离子体点亮，其模块化设计与低成本优势，为商业化供电开辟了新路径。FRC装置结构简单，体积可大幅缩小，被认为是实现聚变商业化的潜在路径之一。
仿星器作为一种不需要等离子体电流的稳态聚变装置，近年来重新受到关注。中国成功研制的首台准环对称仿星器，在等离子体约束和稳定性方面具有独特优势。仿星器的研究需要大量高性能计算资源进行三维磁场设计和优化，随着计算机能力的提升，仿星器的工程实现变得更具可行性。
五、市场竞争格局
5.1 全球核聚变产业格局
全球核聚变产业呈现“国家队主导、商业公司加速”的竞争格局。国际热核聚变实验堆（ITER）是全球最大的政府间合作项目，由七方共同建设和运营。欧盟、美国、日本、俄罗斯、韩国、印度等国家和地区也在推进各自的聚变研究计划和示范堆项目。在公共研发投入方面，美国政府近年来大幅增加了核聚变预算，欧盟通过“欧洲聚变能”计划持续支持，日本和韩国的聚变研究也保持稳定投入。
私营核聚变公司是近年来快速崛起的新兴力量。根据聚变行业协会数据，全球私营核聚变公司从2017年的5家增长至2023年的约50家。美国在私营核聚变公司数量上领先，CFS、Helion Energy、TAE Technologies等公司获得了大量融资。中国的星环聚能、能量奇点、聚变新能、瀚海聚能等公司也在快速发展，加入全球核聚变商业化竞争。
全球核聚变设备市场规模持续增长。浙商证券预计，全球核聚变设备市场年均规模将从2021年至2025年的208亿元增长至2026年至2030年的917亿元、2031年至2035年的2172亿元，2023年至2033年年均复合增速26%。中信证券预计，2030至2035年间，全球核聚变装置市场规模有望达到2.26万亿元。巨大的市场潜力吸引着越来越多的资本进入。
5.2 中国核聚变产业格局
中国核聚变产业已形成“国家队+商业公司”双轨并进的发展格局。国家层面，以中国科学院合肥物质科学研究院、中国核工业集团等为代表的科研院所和国有企业，承担着EAST、HL-3、CFETR等重大聚变实验和工程项目的研发建设任务。这些机构拥有数十年技术积累和大量高水平人才，是支撑中国核聚变研究的中坚力量。
商业核聚变公司是近年来快速崛起的新兴势力。能量奇点、星环聚能、聚变新能、瀚海聚能、新奥集团等公司先后成立并获得融资，成为推动核聚变商业化的重要力量。能量奇点成立于2021年，2022年完成首轮近4亿元融资，由米哈游和蔚来资本共同领投；星环聚能成立于2021年，专注于球形托卡马克技术路线；聚变新能成立于2023年，汇聚了大型国有集团、私人资本、地方政府、科研机构等多元资本，成为中国注册资本规模最大的商业核聚变公司。
资本来源呈现多元化特征。传统能源央企如中国石油、中国石化等通过旗下资本平台参与核聚变投资；互联网和科技企业如蔚来、米哈游等跨界进入；红杉中国、顺为资本等知名投资机构积极布局；地方政府通过产业基金给予支持。这种多元化资本格局，为中国核聚变商业化提供了充裕的资金保障。
5.3 重点企业分析
安泰科技是中国核聚变领域的重要设备供应商，在钨铜偏滤器等关键部件研制方面达到国际先进水平。公司长期为国际聚变实验装置提供关键材料和部件，是全球可控核聚变装置的核心供应商之一。安泰科技的钨铜复合材料、难熔金属材料等技术积累深厚，在核聚变高端材料领域具有独特优势。
西部超导材料科技股份有限公司是国内超导材料领域的领军企业，在NbTi超导线材、ITER超导体等方面具有核心技术能力。公司为ITER项目供应的超导导体累计超过30吨，产品质量达到国际先进水平。在高温超导材料方面，西部超导也在积极布局，为紧凑型聚变装置提供材料支撑。
中国核工业集团有限公司是国内最大的核能企业，在核聚变领域既有参与ITER项目建设的国际合作经验，也有建设大型核能工程的能力。中核集团成立了核聚变专业公司，推进聚变能商业化应用开发。中国广核集团同样在核聚变领域有布局。
能量奇点是国内商业核聚变公司的代表之一，专注于高温超导托卡马克技术路线。洪荒70装置的成功运行，证明了中国私营企业在核聚变技术方面的创新能力。公司通过引入互联网和科技资本，在管理模式和创新机制上更加灵活，有望在核聚变商业化探索中发挥鲶鱼效应。
六、未来发展方向与趋势
6.1 技术发展路线图
根据中国工程院院士发布的核能技术发展路线图，核聚变领域的技术发展可分为近期、中期和远期三个阶段。近期阶段（至2030年）目标是完成聚变工程试验堆（CFETR）的工程设计，启动建设工程。CFETR计划选址四川成都附近，目标是产生1吉瓦聚变能量，在能量增益、稳态运行等方面实现重大突破。中期阶段（2030年代至2040年代）目标是建成聚变工程示范堆（CFEDR），验证聚变电站的关键工程技术和经济可行性。远期阶段（2040年代至2050年代）目标是实现聚变能商业化发电，建成首座聚变商业电站。
技术突破重点包括：实现聚变增益Q大于10至30，满足净能量输出要求；实现聚变等离子体稳态长脉冲运行，支撑连续发电；突破聚变材料技术，开发满足中子辐照环境要求的第一壁材料和结构材料；实现氚自持循环，解决氚燃料供应问题；开发高热效率的聚变-裂变混合堆概念，探索多元化应用路径。
高温超导技术的应用将推动紧凑型聚变装置的工程实现。相比传统低温超导装置，高温超导聚变装置的体积可缩小50%以上，建设成本可降低60%以上。能量奇点的洪荒170装置、美国的SPARC装置都采用了高温超导磁体技术路线。这一技术方向的突破，有望加速核聚变商业化进程。
6.2 商业化进程展望
核聚变商业化正在从“科幻”走向现实。根据聚变行业协会对私营核聚变企业的调查问卷数据，89%的受访企业看好在2035年前实现核聚变并网发电。国际原子能机构预计，到2050年世界第一座核聚变发电厂有望建成并投入运行。中国聚变工程试验堆计划2035年建成聚变工程示范堆，比ITER同类计划提前10年，若成功，中国有望在2050年前实现聚变能商业化发电。
合肥紧凑型聚变能实验装置（BEST）是中国商业化聚变能探索的重要里程碑。BEST基于EAST的技术积累，由中国科学院合肥物质科学研究院和合肥综合性国家科学中心等共同推进。装置于2025年提前启动工程总装，计划于2027年实现聚变发电实验演示。BEST是连接EAST实验研究和CFETR工程堆的重要中间环节，将验证商业化聚变堆的关键技术和工程可行性。
资本涌入是核聚变商业化的重要推动力。2025年上半年，中国核聚变领域融资规模超过115亿元，跃居全球第二。长期资本的进入，为核聚变技术研发和工程验证提供了充裕的资金支持。随着技术成熟度的提升和商业模式的探索，核聚变领域的投资将继续保持增长态势。
6.3 应用场景拓展
基荷能源供应是核聚变最核心的应用场景。聚变电站可提供稳定、连续、高品质的基荷电力，容量因子可达90%以上，不受太阳能、风能等可再生能源的间歇性影响。在构建以新能源为主体的新型电力系统中，聚变能将发挥“压舱石”作用，与光伏、风电、储能等形成互补，共同保障能源供应安全和电网稳定。
聚变-裂变混合堆是核聚变技术应用的重要方向。该技术利用聚变中子驱动裂变反应堆芯，可将铀-238等传统裂变堆难以利用的核素转化为可裂变材料，同时实现核废料的嬗变处理。聚变-裂变混合堆的聚变增益要求（Q值约2至5）低于纯聚变堆，技术难度相应降低。中国正在推进“星火“高温超导反应堆项目，计划在江西南昌高新区姚湖科学岛建设，目标能量增益因子Q大于30。
高温工业热源是核聚变的独特应用。聚变堆产生的高温热量（可达数百万摄氏度）可通过热交换用于高温电解制氢、稠油开采、煤化工等工业过程。这种“热电联供“模式可大幅提高能源利用效率，拓展核聚变能的应用边界。在碳中和背景下，绿氢需求将持续增长，聚变堆与制氢工业的耦合具有重要战略意义。
特殊应用场景为核聚变技术开辟了新天地。核聚变动力可为船舶、潜艇、深海探测器等提供长续航、高功率的能源供应。太空能源是核聚变最具颠覆性的应用方向，月球核反应堆可为人类月球基地提供稳定能源支撑。中国与俄罗斯合作的月球核反应堆计划，预计2028年启动工程建设，是核聚变太空应用的重要探索。
七、挑战与应对策略
7.1 技术挑战
实现可控核聚变仍面临一系列重大技术挑战。聚变增益是首要挑战，聚变反应释放的能量与驱动等离子体所需的能量之比（Q值）需要大于1才能实现净能量输出。更高的Q值意味着更好的能量转换效率，商业聚变堆通常需要Q值达到10以上。ITER的设计Q值约为10，但实际运行中仍需验证。
等离子体约束和稳态运行是核心技术难题。在聚变堆尺度上实现等离子体稳定约束和高参数运行，需要解决湍流输运、磁流体不稳定性、壁相互作用等复杂物理问题。EAST和HL-3的高参数运行实验为这些问题提供了重要物理认识，但距离稳态聚变电站的要求仍有差距。
核聚变材料的开发是重大工程挑战。第一壁材料需要承受14兆电子伏特高能中子辐照（剂量率远高于裂变堆）、高热负荷和等离子体粒子轰击，对材料的强度、韧性、热导率、抗辐照性能提出极高要求。目前尚无材料能满足聚变示范堆的全寿命周期要求，新材料研发是国际聚变界的核心攻关任务。
氚自持循环是聚变燃料系统的关键问题。氚是氘氚聚变反应的必需燃料，但自然界中几乎不存在，需要通过锂-6中子俘获反应原位生产。氚的提取、纯化、储存、运输技术需要全面掌握，且氚具有放射性，安全管理要求极高。氚的增殖率和回收率直接影响聚变电站的经济性和可行性。
7.2 经济性挑战
核聚变装置的建设成本是商业化的核心障碍。目前规划的聚变示范堆投资规模高达数千亿元人民币，远高于同等规模的裂变电站。高昂的建设成本需要通过技术进步、规模化和长期运营来摊薄。高温超导技术的应用有望将装置体积和成本大幅降低，是实现经济可行性的重要路径。
聚变装置的维护和换料成本同样不可忽视。聚变堆的第一壁、偏滤器等部件在高辐照和高热负荷环境下需要定期更换，每次换料都需要停堆维护，影响电站的可用率和经济性。遥操作维护技术在核裂变领域的进展可为聚变堆提供借鉴，但高辐照环境下的远程维护仍是全新挑战。
能量转换效率影响聚变电站的整体经济性。聚变反应产生的高能中子携带约80%的能量，需要通过包层转化为热能再驱动汽轮机发电。这种能量转换链条的效率约为40%至50%，与裂变电站相当。通过聚变-裂变混合堆或直接能量转换等技术，可望提升整体效率。
核聚变商业化的时间窗口与能源市场需求相匹配问题也值得关注。从目前到聚变商业化发电（预计2050年左右）还有约25年时间，期间光伏、风电、储能、裂变等能源技术将持续进步，成本将持续下降。核聚变需要展现出相对于其他能源技术的独特优势，才能在未来的能源市场中占据一席之地。
7.3 产业链与人才挑战
核聚变产业链的完整性有待加强。核聚变涉及超导、材料、机械、电气、控制等数十个专业领域，需要完整的产业链支撑。目前上游超导材料、高端零部件等环节仍存在“卡脖子“风险，部分关键设备依赖进口。建立自主可控的核聚变产业链，需要系统性的产业政策支持和长期投入。
专业人才供给是核聚变发展的关键瓶颈。核聚变是高度跨学科的领域，需要等离子体物理、低温超导、机械工程、材料科学、电气工程等多学科复合型人才。全球核聚变专业人才总量有限，高端人才尤为稀缺。高校核聚变相关学科设置和人才培养体系需要进一步完善，与产业需求的对接需要加强。
核聚变产业的商业模式尚不清晰。目前核聚变仍以政府科研投入为主，商业回报路径不明确。私营核聚变公司大多处于研发早期阶段，缺乏可持续的收入来源和明确的盈利模式。如何建立政府支持与企业投入相结合的创新模式，是核聚变产业化需要探索的重要课题。
国际合作与竞争的平衡需要审慎把握。核聚变技术既是能源解决方案，也是战略竞争焦点。在推进自主创新的同时，如何有效利用ITER等国际合作平台、学习借鉴国际先进经验，需要在国家战略层面进行统筹谋划。
7.4 应对策略
持续加大科研投入，夯实技术基础。继续保持对核聚变基础研究和关键核心技术攻关的稳定支持，确保EAST、HL-3等实验装置的高效运行和持续产出。加大CFETR、BEST等工程项目的推进力度，在实践中发现和解决问题。设立核聚变专项基金，支持高温超导磁体、聚变材料、氚技术等“卡脖子“环节的攻关。
推动产学研深度融合，加速成果转化。充分发挥可控核聚变创新联合体的平台作用，促进科研院所、高校、企业的协同创新。完善科技成果转化机制，缩短从实验室到工程的转化周期。鼓励商业核聚变公司参与国家项目，实现技术共享和风险分担。
加快人才培养，构建人才梯队。在相关高校增设核聚变专业方向，扩大硕博研究生培养规模。建立核聚变领域博士后流动站，吸引海外高层次人才回国工作。鼓励企业与高校联合培养工程硕士、博士，强化实践能力训练。
完善产业生态，培育龙头企业。支持安泰科技、西部超导等现有优势企业发展壮大，培育更多“专精特新“核聚变配套企业。引进国际先进技术和管理经验，提升产业链整体水平。完善核聚变相关标准体系建设，规范市场秩序。
八、发展前景与展望
8.1 市场规模预测
核聚变设备市场将呈现指数级增长态势。根据浙商证券预测，全球核聚变设备市场年均规模将从2021年至2025年的208亿元增长至2026年至2030年的917亿元、2031年至2035年的2172亿元，2036年至2040年将进一步上涨至2101亿元。中信证券预计，2030至2035年间，全球核聚变装置市场规模有望达到2.26万亿元。这一增长主要来自各国聚变实验堆和示范堆的建设需求，以及私营核聚变公司装置采购的增长。
中国核聚变产业规模将持续扩大。随着CFETR、BEST等重大项目的推进，中国对核聚变高端装备的需求将持续增长。上游超导材料、高性能材料、关键零部件等细分领域将迎来发展机遇。预计到2030年，中国核聚变产业直接产值有望突破百亿元；到2050年商业化阶段，产业规模将扩张至数千亿元。
核聚变相关投资将保持增长态势。2025年上半年，中国核聚变领域融资规模已超过115亿元，超过2019年至2023年的总和。随着技术成熟度的提升和商业模式的清晰，投资热度有望持续。长期资本的进入将为核聚变产业提供稳定的资金支持。
8.2 战略意义展望
核聚变能对于中国能源安全和“双碳“目标实现具有重大战略意义。中国是全球最大的能源消费国和碳排放国，能源转型任务艰巨。核聚变作为终极清洁能源，一旦实现商业化，将从根本上解决能源供应安全和碳排放问题。在构建以新能源为主体的新型电力系统中，核聚变将发挥“压舱石“作用，与光伏、风电、储能等形成互补，保障能源供应稳定。
核聚变技术具有显著的军民两用属性。高功率激光技术可应用于国防安全领域；等离子体物理研究成果可用于高超声速飞行器推进等；超导技术可应用于科研仪器、医疗设备、交通运输等领域。发展核聚变技术将带动相关领域科技进步，产生广泛的技术溢出效应。
核聚变是人类文明摆脱资源束缚、迈向星际文明的关键技术。核聚变燃料（氘、锂）储量丰富，可支撑人类文明数千年的能源需求。掌握核聚变技术，人类将具备在月球、火星乃至更遥远星球建立永久基地的能力。中国参与月球核反应堆项目，是在太空能源应用领域的重要探索，具有深远的历史意义。
8.3 长期发展愿景
展望2050年，中国有望率先实现核聚变能商业化发电。届时，聚变电站将为电网提供稳定、清洁的基荷电力，显著降低碳排放强度。核聚变技术的推广应用将深刻改变人类社会的能源结构，推动经济社会的绿色低碳转型。
核聚变产业将形成万亿级市场规模，带动材料科学、等离子体物理、先进制造、数字技术等众多领域的发展。核聚变领域培养的大量高水平专业人才，将成为推动科技创新和产业升级的宝贵资源。中国有望从核聚变技术的跟随者转变为引领者，在全球能源治理中发挥更大作用。
从更长远的视角看，核聚变是人类迈向星际文明的基础设施。在地球文明发展的历史长河中，核聚变的实现将是继火的使用、化石能源的开发利用之后，能源利用方式的第三次重大飞跃。人类将借助核聚变能，走出地球摇篮，迈向星辰大海。这一宏伟愿景的实现，需要当代人的持续努力和不懈奋斗。
结论
可控核聚变作为人类追逐的“终极能源”，其战略价值和商业潜力正在获得越来越多的关注和认可。中国在核聚变领域已实现从跟跑到并跑、部分领域领跑的历史性跨越，东方超环（EAST）和中国环流三号（HL-3）等装置创造的多项世界纪录，彰显了中国在磁约束核聚变研究方面的领先地位。
政策层面，国家将核聚变纳入未来产业战略布局，可控核聚变创新联合体的成立标志着产学研协同机制的进一步完善。资本层面，全球核聚变投资持续增长，中国核聚变领域融资规模已跃居全球第二，私营企业的积极参与为产业发展注入新动能。技术层面，高温超导技术的突破和紧凑型装置的探索，正在加速核聚变商业化进程。
展望未来，核聚变技术将从实验堆向工程堆、商业堆稳步推进。CFETR、BEST等重大项目将验证工程可行性，高温超导磁体将推动装置小型化，私营公司将探索多元化商业模式。中国有望在2050年前后实现核聚变能商业化发电，为全球能源转型和碳中和目标实现作出重要贡献。
同时也要清醒认识到，核聚变技术仍面临聚变增益、稳态运行、核聚变材料、氚自持等技术挑战，以及建设成本高、产业链不完善、专业人才稀缺等产业化瓶颈。需要持续加大科研投入，完善产业生态，培养专业人才，推动国际合作，在挑战中寻求突破，在创新中实现跨越。
核聚变是关乎人类文明未来的战略事业。从科学梦想到工程现实，从实验装置到商业电站，中国正稳步走在实现“人造太阳“梦想的道路上。这场能源革命不仅是物理学的胜利，更是人类文明挣脱资源枷锁、迈向可持续未来的重要里程碑。我们有理由相信，在党和国家的坚强领导下，在全国科技工作者的共同努力下，中国核聚变事业必将迎来更加辉煌的明天。
关于我们
易成荟（深圳）投资顾问有限公司是立足大湾区、服务全国的专业政企产融服务商，以 “专业、高效、合规” 为理念，搭建资本与产业对接桥梁。公司为企业提供融资诊断、BP 优化、资本对接、交易落地等全流程股权融资服务；为政府提供项目筛选、资本招商、产业落地、基金管理及投融闭环服务。团队汇聚投行、基金、政府事务资深专家，拥有深厚政企资源与广泛资本网络，累计协助企业融资超20 亿元、助力政府招商超30 亿元、受托管理基金规模超50 亿元，助力企业成长与区域产业升级。
