研究报告 | 全球核聚变能发展动向及趋势展望

全球核聚变能发展动向及趋势展望

罗曼

（中能传媒能源安全新战略研究院）

能源是人类社会发展的核心动力，在化石能源日益枯竭、全球气候与环境压力加剧、能源安全需求凸显的背景下，核聚变能凭借燃料储量丰富、环境友好、安全性高等核心优势，成为全球能源革命的重要方向，被视作人类的“终极能源”。 

当前，全球核聚变能发展已跨越原理探索阶段，正处于从科学实验迈入工程验证的核心关键期，技术突破窗口期持续收窄，发展路径呈现多元分化特征。国际原子能机构发布的《2025年世界聚变展望》报告显示，全球近40个国家积极推进聚变计划，160余座聚变装置正在运行、建设或规划之中。过去五年，全球聚变行业投资额呈现爆发式增长，私人资本入局加速，磁约束、惯性约束、磁惯性约束三大技术路线并行发展，核心参数持续取得突破性进展。与此同时，中国、美国、欧洲、日本等主要国家和地区依托自身优势形成差异化战略布局，全球核聚变能竞合格局逐步成型，产业生态从资本、产业链到国际合作全方位加速构建。

在此背景下，系统梳理全球核聚变能发展基础、技术路线、区域布局及产业生态，展望未来趋势，对于把握全球核聚变能发展脉络、找准产业发展方向、推动核聚变能商业化落地具有重要的现实意义和战略价值。本报告就此展开全面研究，为核聚变能产业发展提供参考与思路。

核聚变能的核心原理是模拟太阳的核反应机制，在超高温、超高压的极端环境下，使氢的同位素氘、氚的原子核发生聚变反应，融合形成氦原子核，并在这一过程中释放出巨额能量，这一能量源于原子核质量的微小亏损，遵循爱因斯坦质能方程E=mc2。相较于传统化石能源与核裂变能源，核聚变能具备四大核心优势：一是燃料储量近乎无限，氘可直接从海水中提取，每升海水提取的氘聚变释放能量相当于300升汽油，全球海水氘储量足够人类使用数十亿年，氚则可通过锂与中子反应再生，陆地锂矿及海水中的锂资源可充分支撑其生产；二是无长期放射性废物，氘氚核聚变反应的产物为氦气等惰性气体，少量放射性副产物的半衰期仅数十年，远低于核裂变产生的数万年半衰期核废料；三是全程无温室气体排放，从燃料提取到反应运行均不会产生二氧化碳、甲烷等温室气体，契合全球碳中和发展目标；四是安全性达到本质安全级别，核聚变反应需要严格的高温高压条件维持，一旦装置出现故障，反应会自动终止，不存在核裂变反应堆的核泄漏、临界事故等风险。

全球核聚变能发展已走过原理探索阶段，该阶段通过数十年基础研究与实验验证，成功证实了可控核聚变的科学可行性，为后续工程化研发奠定了理论基础。当前行业正处于科学研究向实验堆工程验证过渡的关键阶段，核心任务是推进聚变装置的工程化研发、攻克核心技术瓶颈、实现关键系统的工程化落地与验证，全球各国及科研机构均围绕这一目标展开密集攻关。未来发展方向为商业化示范，目标是建成可稳定发电的聚变示范堆，实现核聚变能的规模化并网发电。现阶段，行业整体处于“产业化前夜”，技术突破的窗口期持续收窄，技术路线出现明显分化，磁约束路线逐步走向工程化，惯性约束路线在私营资本推动下加速商业化探索，磁惯性约束路线仍处于基础探索阶段。

核聚变能已成为全球能源领域的研发热点，形成多国布局、全域推进的发展格局。目前全球已有近40个国家和地区正式推出核聚变能研发计划，涵盖欧美、亚洲及部分区域新兴经济体，处于运行、在建或规划阶段的聚变装置多达160余座，装置类型覆盖托卡马克、仿星器、激光惯性约束等多种形态。资本层面，过去五年全球聚变行业累计投资额从2021年的19亿美元增长至2025年的97亿美元，五年间增长超5倍，私人资本占比超九成，主权财富基金、科技巨头、能源企业成为投资主力。核心技术参数实现持续突破，等离子体运行温度屡创新高，中国东方超环（EAST）实现1亿摄氏度1066秒稳态运行，日本JT-60SA将加热至2亿摄氏度的等离子体保持约100秒；能量增益指标持续提升，美国国家点火装置（NIF）2025年实现目标增益超过4，向净能量增益迈出关键一步，直观反映出行业研发热度与技术进展的快速提升。

磁约束核聚变是当前技术成熟度最高、研发最深入的主流路线，核心原理是利用高强度磁场构建“磁笼子”，将高温等离子体约束在真空装置中，使其脱离器壁并维持高温高压状态，从而实现持续稳定的聚变反应。该路线分为托卡马克、仿星器、球形环等细分方向，其中托卡马克因结构设计相对成熟、约束效率高，成为全球研发的核心重点，仿星器则凭借运行稳定性优势成为重要补充。

当前磁约束核聚变进入全球密集突破期，发展格局从早期的欧美领跑转变为全球并跑、中国在部分领域实现领跑的态势。全球代表性项目均取得关键进展，如由中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度七方共同参与建设的国际热核聚变实验堆（ITER）作为全球最大的国际核聚变合作项目，2025年保持“计划与执行100%匹配”的最佳绩效，其“电磁心脏”——脉冲超导电磁体系统全部组件完成建造；中国聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”（CRAFT）的偏滤器原型部件于2025年10月通过验收，稳态热负荷能力达到20兆瓦/平方米，标志着我国聚变堆核心部件研发实现自主可控；2025年5月，德国Wendelstein 7-X实现约43秒的高性能等离子体放电，创造了仿星器在长时间（数十秒量级）放电条件下的三重乘积世界纪录。

该路线被公认为是最可能率先实现商用的核聚变技术路线，优势在于等离子体可持续运行能力强、技术研发积累深厚、工程化路径清晰，且全球研发资源高度集中，技术迭代速度快。现阶段面临的核心瓶颈主要集中在三方面：一是超导磁体性能有待进一步提升，需要研发更高磁场强度、更高稳定性的全超导磁体，以提升等离子体约束效率；二是等离子体稳态控制技术难度大，如何实现高温等离子体长时间高约束模（H模）稳定运行，仍是亟待解决的问题；三是耐高能中子材料研发滞后，聚变反应产生的高能中子会对装置器壁造成强烈轰击和辐照损伤，目前尚未研发出可长期服役的耐辐照、适应高热负荷的材料。

惯性约束核聚变的核心原理是利用高功率激光、离子束等高能脉冲作为驱动源，在极短时间内对微型氘氚靶丸进行均匀照射和压缩，使靶丸在自身惯性作用下被瞬间压缩至高温高压状态，从而触发聚变反应，该路线分为激光惯性约束、离子束惯性约束等细分方向，其中激光惯性约束是当前研发重点。

惯性约束核聚变的发展呈现美国领跑的特征。美国Helion Energy公司成为全球首个启动商用聚变电厂建设的企业，其首座商用聚变电厂——ORION于2025年7月在华盛顿州马拉加正式破土动工，该电厂设计至少提供50兆瓦零碳电力，并与微软签订长期购电协议，成为惯性约束核聚变迈向商业化的重要里程碑。法国兆焦耳激光装置是目前世界上第二大高功率激光聚变装置，其设计目标是通过惯性约束聚变和高能量密度物理研究，实现1.8兆焦耳的设计总输出能量。中国的神光-Ⅲ装置是继美国NIF、法国兆焦耳激光装置之后全球第三大激光装置，已成功实现180千焦耳的激光输出，输出能力仅次于美国NIF。

该路线的核心优势是短期能量增益突破显著，2025年美国NIF的增益突破验证了该路线的科学可行性；私营资本对该路线的参与度远高于其他路线，美国、英国等国的私营企业成为研发主体，商业化驱动特征明显；装置结构相对灵活，具备小型化、分布式供电的潜在优势。同时，该路线面临诸多亟待突破的瓶颈：一是难以实现持续稳定供电，惯性约束聚变反应为脉冲式反应，如何实现脉冲反应的连续化、稳定化，解决电能输出的间歇性问题，是其商业化的核心障碍；二是能量转化效率偏低，驱动源产生高能脉冲需要消耗大量能量，目前聚变反应释放的能量与驱动能量的比值仍有待提升，工程化效率亟待优化；三是工程化难度大，微型靶丸的规模化、高精度制备，高能脉冲的均匀驱动等技术难题，尚未实现工程化突破。

磁惯性约束核聚变是融合磁约束与惯性约束优势的新兴技术路线，核心原理是以惯性压缩为核心驱动方式，利用激光或离子束实现靶丸的快速压缩，同时辅以磁场约束，通过磁场作用维持等离子体的稳定性，延长等离子体的约束时间，从而兼顾聚变反应效率与工程实施可行性，是当前全球核聚变研发的前沿探索方向。

该路线目前整体处于基础探索阶段，全球多国已启动布局研发，但尚未实现重大突破性进展。美国是该路线的主要探索者，多家私营核聚变能企业围绕磁惯性约束路线展开研发，聚焦于磁场与惯性压缩的协同控制技术，开展小型化实验装置的研发与测试。中国部分科研机构也启动了磁惯性约束核聚变的探索性实验，依托磁约束核聚变的技术积累，开展磁场约束与惯性压缩的耦合机制研究。欧盟、俄罗斯等国家和地区也将该路线纳入核聚变研发规划，作为技术储备进行基础研究。

该技术路线设计新颖，融合了两大主流路线的核心优势，既具备惯性约束核聚变驱动方式灵活的特点，又拥有磁约束核聚变维持等离子体稳定的优势，聚变效率与工程可行性兼具，未来发展潜力巨大。现阶段面临的技术难点主要有：一是尚未形成完整的理论体系，磁场与惯性压缩的协同控制机制尚未研究透彻，技术成熟度低；二是核心参数远未达到商用要求，等离子体约束时间、能量增益等关键参数与商用化目标存在较大差距；三是研发投入大、周期长，需要长期的基础研究与实验验证，且全球研发资源投入相对较少，技术迭代速度较慢。

核聚变技术的突破不仅依赖于核心路线的研发，更离不开AI、高温超导磁体等前沿技术的赋能支撑，两大技术方向成为推动核聚变研发加速的重要辅助力量。

AI技术在核聚变领域的应用深度和广度持续拓展，主要应用于等离子体控制、聚变堆系统研发、装置运维等关键环节。在等离子体控制方面，利用机器学习、深度学习算法，对等离子体的运行状态进行实时监测、预测和调控，提升等离子体的稳态运行能力，解决传统控制方法响应慢、精度低的问题；在聚变堆系统研发方面，通过AI仿真模拟，优化聚变堆的结构设计，降低研发成本，缩短研发周期；在装置运维方面，利用AI技术实现装置的智能监测和故障预警，提升装置运行的安全性和稳定性。

高温超导磁体技术是核聚变装置的核心技术之一，其发展水平直接决定磁约束核聚变装置的性能。中国接连在该领域实现重大突破，2025年9月，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头研制的全超导磁体成功产生35.10万高斯的稳态强磁场，稳定运行30分钟，并安全退磁，充分验证了技术方案的可靠性；2026年1月，中国科学院电工研究所和物理研究所联合攻关研制的全超导用户磁体，成功实现了中心磁场达到35.6特斯拉（1特斯拉=10000高斯）的最高磁场强度，是目前全球该领域的最高纪录。高温超导磁体技术的持续突破，推动核聚变装置向小型化、高效化方向发展，一方面大幅提升磁场约束效率，实现更高温度、更长时间的等离子体约束；另一方面有效降低核聚变装置的研发成本和建设周期，为小型化商用聚变堆的研发奠定基础。同时，高温超导磁体技术的产业化发展，也推动了超导材料、超导设备等配套产业的发展，完善核聚变产业链上游布局。

中国将核聚变能作为培育未来产业的核心方向，明确了核聚变研发时间表：2027年开启聚变燃烧实验，2030年左右具备工程实验堆的研发设计建造能力，2035年左右建成中国首个工程实验堆，2045年左右建成中国首个商用示范堆。

政策引领方面，构建了全方位、多层次的政策支持体系，为核聚变能发展保驾护航。核聚变能被明确纳入《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》前瞻布局的未来产业范畴，成为国家重点培育的新经济增长点；《中华人民共和国原子能法》正式颁布，首次将受控热核聚变写入国家法律，从立法层面确立了核聚变科学研究与技术开发的法律地位；各地政府及国家相关部门出台配套政策，构建“政产学研金”协同创新生态，加大对核聚变基础研究、工程化研发、产业化应用的资金支持和政策扶持。

整体来说，中国核聚变能布局呈现“国家队”牵头、民企协同、多元突破的特征，形成全链条、全体系的研发格局。“国家队”作为核心研发力量，承担重大科学装置研发和工程化验证任务，例如2025年7月，中核集团牵头组建注册资本150亿元的中国聚变能源有限公司，扛起核聚变商业化“链长”重任，统筹推进全国聚变能研发与产业化布局。民营企业成为技术多元化探索的重要力量，形成与“国家队”的协同互补格局：新奥集团的“玄龙-50U”球形环氢硼聚变装置在全球首次实现兆安级氢硼等离子体放电，探索无放射性中子的聚变技术路线；能量奇点研发的“经天磁体”实现21.7特斯拉的峰值磁场强度，推动高温超导磁体技术的产业化应用；星环聚能聚焦重复重联和高温超导技术，推动聚变装置的小型化和快速迭代。

中国发展核聚变能的核心优势突出，具备全球独有的综合竞争力。一是工程制造实力雄厚，拥有全球最完整的制造业体系，能够支撑核聚变装置的大型化、高精度工程制造，如ITER计划的校正场线圈等核心部件由中国100%自主研发制造并顺利交付。二是自主创新技术突破多，在全超导磁体、等离子体稳态控制、偏滤器等核心技术领域实现多项全球领先的突破，形成200余项自主创新核心技术。三是政策支持力度大，从国家到地方形成上下联动的政策体系，长期稳定的政策支持为行业发展提供清晰的方向和预期。四是产学研协同生态完善，构建了以高校、科研院所为基础研究核心，以央企、民企为工程化和商业化主体，以资本为支撑的协同创新体系，如安徽省成立聚变产业联合会，汇聚200余家企业、高校与研究机构；中核集团牵头的可控核聚变创新联合体成员扩容至38家，吸引社会资本参与。

美国将核聚变能定位为兼具战略安全、能源经济和技术创新多重意义的未来能源解决方案，凭借私营企业的创新活力和资本优势，加速核聚变能的商业化落地。

2025年10月，美国能源部发布《聚变科学与技术路线图》国家战略，路线图聚焦结构材料、燃料循环、系统集成等六大关键方向，强调政府资源统筹与私营部门协同，构建科研、工程和产业深度融合的重大任务攻关模式，力争2030年代中期实现首座聚变试验电厂并网运行。11月，美国白宫发布《启动“创世纪使命”》行政命令，明确将核聚变与先进制造、生物技术、关键材料、量子信息科学和半导体并列为美国六大优先技术领域。与此同时，美国能源部进行重要战略重组，将“聚变能源科学办公室”从“科学办公室”下属独立出来，升格为与之平级的“聚变办公室”，直接隶属于新强化的“科学副部长办公室”，在基础研究与技术商业化之间建立直通车道，强化战略统筹与资源调配能力。此外，美国积极主导国际核聚变规则制定，2025年10月牵头G7国家发布《核能与聚变能声明》，推动统一聚变设施国际安全标准与监管政策，试图构建以美国为主导的全球聚变能源发展格局。

美国核聚变能研发的一大特征是“订单驱动研发”，私营企业与互联网巨头、能源企业签订购电协议，将商业承诺与工程研发目标深度绑定，推动研发进程加速。在此过程中，私营企业成为核聚变能研发的绝对主体，在磁约束和惯性约束两大路线均展开密集的商业化探索，Helion Energy、Commonwealth Fusion Systems（CFS）等企业成为全球核聚变能向商业化迈进的标杆。

美国发展核聚变能的优势体现在四方面。一是私营资本高度活跃，全球超70%的私人核聚变能投资集中在美国，互联网巨头、风险投资机构成为投资主力，形成强大的资本支撑。二是技术创新能力强，美国在激光技术、高温超导材料、等离子体物理等核心领域拥有深厚的技术积累，私营企业的创新机制灵活，技术迭代速度快。三是产学研结合紧密，高校和科研机构为私营企业提供强大的技术支撑和人才储备，麻省理工学院、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室等顶尖科研机构与私营企业建立深度合作，推动基础研究成果快速转化。四是商业化模式成熟，私营企业以市场需求为导向，研发目标直指商业化发电，形成了清晰的商业化路径和盈利模式，“订单驱动研发”模式重塑了核聚变能的商业化逻辑。

多数欧洲国家将核聚变能定位为未来能源结构的重要组成部分，旨在通过核聚变能减少对化石燃料的依赖，增强能源自主性，应对气候变化挑战。依托ITER计划及欧洲聚变能组织（EUROfusion），欧洲国家夯实核聚变基础研究，稳步推进工程验证和技术转化。

欧盟将核聚变能纳入《净零工业法案》《可负担能源行动计划》等政策框架，将其列为战略净零技术范畴，强调通过支持核聚变研发和商业化，为欧盟实现2050年碳中和目标提供技术支撑。欧盟计划于2026年发布首个聚变能源战略，欧盟委员会表示这一战略的核心目标包括：发挥欧洲在ITER项目和聚变研发中的领先作用；明确建设聚变示范电站的路径；打造具有竞争力的产业生态系统；通过公司合作和新的融资机制促进私营部门参与；制定劳动力战略以解决技能短缺问题；调动和发展欧洲聚变供应链；建立适应聚变设施发展的监管框架；加强国际合作；建立更有效的欧盟层面治理和决策机制。

英国则于2026年3月发布《一场新的能源革命——英国核聚变能源发展规划》，将聚变能源列为国家工业战略前沿领域，计划五年内（2025—2026财年至2029—2030财年）投入超过25亿英镑，推动聚变能源从实验室研发阶段正式转向工程化落地。该项战略核心目标：一是2040年在诺丁汉郡西伯顿一座已退役的燃煤电厂原址上建成STEP（Spherical Tokamak for Energy Production）示范电厂，实现不低于100兆瓦净电力输出并完成氚自给；二是2030年前创造超1万个聚变相关就业岗位；三是搭建全球首个聚变电力市场框架，吸引社会资本参与聚变产业发展。

依托区域各国技术优势，欧洲形成“国际合作+国别研发”的双轮驱动格局。欧盟作为ITER计划的发起方和主导方，统筹推进该项目建设和研发进程，2025年推动ITER计划实现核心部件逐步完工，为装置的后续组装和实验运行奠定基础。德国、法国、英国等分别开展特色化研发：德国聚焦仿星器技术，其Wendelstein 7-X成为全球仿星器研发的核心平台；法国依托卡达拉舍核研究中心，开展托卡马克装置的工程化研发，为ITER计划提供技术支撑；英国聚焦惯性约束核聚变和小型化托卡马克技术，私营企业First Light Fusion获得大额融资，推动惯性约束核聚变的商业化探索。

欧洲在全球核聚变能研发中占据重要地位。一是国际合作经验丰富，欧盟主导ITER计划数十年，积累了丰富的国际大科学工程合作经验，能够统筹协调全球30多个国家和地区的研发资源和力量。二是基础研究实力雄厚，欧洲在等离子体物理、核工程、材料科学等核聚变核心领域拥有深厚的基础研究积累，牛津大学、马克斯·普朗克研究所等顶尖科研机构为核聚变研发提供强大的理论支撑。三是核心部件制造技术领先，欧洲在超导磁体、真空装置、偏滤器等核聚变装置核心部件制造领域拥有技术优势，能够为ITER计划及商用堆研发提供高精度的核心部件。四是区域协同能力强，欧盟通过统筹规划，实现成员国之间的研发资源共享、技术成果互通，形成了一体化的核聚变研发体系。

日本将核聚变能作为保障能源安全、提升高端制造技术水平的重要领域，聚焦小型化聚变装置研发，探索核聚变能分布式供电的可行性，保持在核聚变细分技术领域的全球优势。

2025年6月，日本政府发布修订版《聚变能源创新战略》，将聚变能发电实证目标从2050年大幅提前至21世纪30年代，明确提出要率先实现聚变能商业化发电，确立全球领先地位。为实现目标，日本明确三大核心路径，即政产学研协同创新、加大公私领域投资、强化公众认知，以构建完整聚变能源产业生态。同时，推出五大战略举措，覆盖技术研发、公私合作、本土供应链构建、专业人才培养及国际合作，将核聚变能发展融入国家发展核心框架。

日本的聚变战略始终在国际合作与自主研发间寻求平衡，依托ITER计划积累技术，同时推进本土化小型化装置研发，规避国际大项目的建设延迟与成本高企问题。JT-60SA托卡马克装置作为日本与欧盟合作的核心核聚变项目，以小型化、高约束效率为研发目标，为小型化商用聚变堆的研发提供关键实验数据和技术支撑。此外，日本在细分技术领域开展精准化研发，在氚增殖材料、高温超导导线、高精度等离子体诊断设备等领域实现技术突破，形成独特的技术优势。三菱重工、东芝等高端制造企业依托其精密制造能力，开展核聚变装置核心部件的研发和制造，推动核聚变技术的工程化转化。

日本发展核聚变能的优势主要有三方面。一是细分技术领域积累深厚，在聚变燃料循环、超导材料、等离子体诊断等细分领域拥有数十年的研发积累，技术水平处于全球领先地位。二是工程精细化水平高，日本拥有全球顶尖的精密制造技术，能够研发和制造高精度的核聚变装置核心部件，保障装置的运行稳定性和可靠性。三是国际合作参与度高，日本深度参与ITER计划等国际核聚变合作项目，与欧盟、美国等保持紧密的技术合作，能够快速获取全球最新的核聚变研发成果，同时推动本土技术的国际化应用。

除中、美、欧、日外，韩国、俄罗斯等国家也纷纷布局核聚变能研发，依托自身技术优势和资源特点，开展特色化研发，积极参与国际合作，形成全球多点布局、协同竞合的核聚变能发展格局。

韩国将核聚变能作为实现能源独立的重要抓手，依托其在核裂变能源领域的技术积累，重点布局磁约束核聚变研发，推进KSTAR托卡马克装置的技术迭代。2025年12月，韩国通过《聚变核心技术开发路线图（草案）》，明确将开发“紧凑型试点装置”，并全力攻克聚变能源发电所需的八大核心技术难关，同时提出将原定于21世纪50年代实现的聚变能源发电目标提前至21世纪30年代。韩国《2026年度聚变研究开发执行计划》将2026年聚变研发预算大幅提升至1124亿韩元（约合7657万美元），较2025年近乎翻倍，明确将聚变能研发列为国家优先战略，旨在通过全链条生态升级，推动聚变发电在21世纪30年代实现突破。

俄罗斯拥有深厚的核聚变研发积累，是托卡马克技术的发源地，依托库尔恰托夫研究所等顶尖科研机构，持续推进托卡马克装置的研发和技术迭代，保持在磁约束核聚变基础研究领域的技术优势，同时深度参与ITER计划，在超导磁体、等离子体控制等领域为ITER计划提供技术支撑。俄罗斯注重核聚变技术与核工业的融合发展，推动核聚变核心部件的本土化制造。

此外，加拿大、澳大利亚、巴西等国家也纷纷启动核聚变研发计划，加拿大依托其在超导材料领域的优势，开展高温超导磁体在核聚变领域的应用研究；澳大利亚利用其丰富的锂（相关同位素）、氘等核聚变燃料资源，开展聚变燃料提取和再生技术研究；巴西则聚焦核聚变基础研究，培养本土研发人才，积极参与国际核聚变合作项目。这些国家虽未成为核聚变研发的核心力量，但通过特色化布局和国际合作，成为全球核聚变研发体系的重要组成部分，推动全球核聚变能研发的多元化发展。

全球核聚变能产业的资本布局呈现公共资本托底、私人资本主导、公私协同发力的鲜明特征，过去五年行业投资实现爆发式增长，资本成为推动核聚变能从实验室走向工程化、商业化的核心驱动力，形成了覆盖基础研究、工程化研发、商业化试点的全链条投资体系。

公共资本作为核聚变能研发的“压舱石”，主要聚焦于基础研究、重大科学装置研发和国际合作项目，为行业发展奠定坚实的资本基础。各国政府均加大了核聚变能公共研发投入，通过设立国家专项研发基金、组建国有核聚变能研发企业、支持高校和科研机构开展基础研究等方式，保障核聚变能研发的持续性和稳定性。例如，中国设立核聚变专项基金，重点扶持核心设备研发与工程验证；美国能源部每年投入数亿美元用于核聚变基础研究，支持NIF等装置的实验运行。公共资本的核心作用是承担高风险、长周期的基础研究和重大装置研发投入，这些领域因研发周期长、短期无回报，难以吸引私人资本介入，公共资本的托底为行业发展提供了基础保障。同时，公共资本积极推动国际合作，通过ITER计划、国际原子能机构发起的世界聚变能源集团等平台，统筹全球公共研发资源，实现资源共享和优势互补，降低单个国家的研发成本和风险。

私人资本成为核聚变能产业投资的核心力量，过去五年，全球私营企业对核聚变能行业的累计融资突破百亿美元。私人资本的投资主体呈现多元化特征，涵盖风险投资机构、互联网巨头、能源企业、高端制造企业等，形成了多层次的投资体系。风险投资机构聚焦于初创核聚变能企业，为技术创新型企业提供早期融资，推动技术路线的多元化探索；微软、谷歌等互联网巨头凭借其雄厚的资本实力和对清洁能源的需求，成为核聚变能投资的重要力量；埃尼、壳牌等能源企业则将核聚变能作为未来能源布局的核心方向，通过投资和合作，推动核聚变能与传统能源体系的融合。私人资本的投资领域主要聚焦于工程化研发和商业化试点，重点投资拥有清晰商业化路径、核心技术突破的核聚变能企业，推动其商用聚变堆的研发和建设。

全球核聚变能产业链正处于加速构建的阶段，形成了上游核心原材料与设备研发、中游装置制造与核心部件生产、下游工程建设及电力供应的全产业链体系，各环节均实现快速发展。

产业链上游聚焦于核聚变装置的核心原材料与设备研发，是核聚变产业链的基础环节，目前正处于技术突破、规模化量产的关键期，高温超导材料、特种金属、激光设备、靶丸材料等核心产品的技术水平持续提升，部分产品实现规模化量产。超导材料是上游的核心领域，中国在钇钡铜氧（YBCO）等铜氧化物高温超导线材及铁基超导线材的制备技术上已实现自主突破，多家企业如永鼎股份、中天科技等具备高温超导带材的生产能力，部分产品应用于ITER项目及国内聚变装置等。特种金属材料领域，耐高能中子、高热负荷的低活化钢、钾钨、弥散强化铜等国产先进聚变堆材料实现研发和应用，中国在CRAFT偏滤器的研发中，推动了此类材料的工程化应用。激光设备和靶丸材料领域，美国NIF的高功率激光设备实现技术升级，激光功率和稳定性不断提升，英国、法国等国家开展微型氘氚靶丸的高精度、规模化制备技术研发，推动靶丸材料的成本降低和量产能力提升。此外，核聚变上游还包括真空设备、等离子体诊断设备、冷却系统设备等配套设备研发，各领域均实现技术突破，配套设备的性能和可靠性持续提升。

产业链中游是核聚变产业链的核心环节，聚焦于聚变装置整体制造、核心部件生产与系统集成，目前正形成专业化、规模化的制造体系，装置集成水平不断优化。聚变装置制造方面，中国、美国、欧盟等已具备大型托卡马克、激光惯性约束等聚变装置的整体制造能力。核心部件生产方面，自主制造能力成为各国竞争的焦点，中国偏滤器研发已实现自主可控，中国环流器二号M（HL-2M）装置的主机真空室由国内企业自主研制；美国、欧盟在超导磁体、偏滤器、真空室等核心部件制造领域同样拥有技术优势，形成了专业化的核心部件制造企业。系统集成方面，已实现超导磁体系统、等离子体控制系统、冷却系统、真空系统等多系统的协同集成。

产业链下游聚焦于核聚变堆的建设运营与电力供应，目前全球各国纷纷规划示范堆建设时间表。美国Helion Energy的聚变堆ORION计划2028年向微软供电，德国规划2040年建成并运行核聚变示范堆。电力输送与应用方面，核聚变电力的输送体系正与现有电网体系衔接，各国推动智能电网建设，适配核聚变电力的稳定接入；互联网企业、能源企业成为核聚变电力的首批需求方，除微软与Helion Energy之外，谷歌与CFS、埃尼集团与CFS等均签订了长期购电协议，提前培育核聚变电力市场。此外，核聚变能的下游应用还包括医疗、航天与深空探索等领域，部分国家已开展核聚变能多元化应用的规划，推动核聚变能的综合利用。

全球核聚变能发展呈现协同与博弈并存的鲜明特征，一方面，核聚变能的研发具有研发周期长、投入大、技术难度高的特点，单靠一个国家难以实现技术突破，国际合作成为全球核聚变能发展的必然趋势；另一方面，核聚变能作为未来的“终极能源”，其商业化落地将重塑全球能源格局，各国在核心技术、商业化落地速度、产业主导权等方面展开激烈博弈，形成全球核聚变能的竞争格局。

国际合作成为全球核聚变能发展的重要趋势，形成了多层次、多领域、全球化的合作体系，ITER计划、IAEA世界聚变能源集团等平台成为全球核聚变国际合作的核心载体，技术访问、文档共享、人才共育成为国际合作的常态，推动了全球核聚变技术的协同突破。各国在ITER计划中承担不同的研发任务，共享研发成果和技术数据，共同推进核聚变装置的建设和实验运行；IAEA世界聚变能源集团通过组织国际核聚变学术会议、开展核聚变技术培训、建立全球核聚变技术成果共享平台，推动全球核聚变科研人才的交流和技术成果的互通，为发展中国家提供核聚变技术培训和支持，推动全球核聚变研发的均衡发展。此外，各国之间的双边和多边合作日益频繁，中国与欧盟、日本在ITER计划框架下开展深度合作，美国与欧盟在等离子体物理、高温超导材料领域开展联合研发，韩国与俄罗斯在托卡马克技术领域开展技术合作，形成了多层次的双边合作体系。

同时，核聚变能领域的国际竞争日益激烈，各国在核心技术、商业化落地速度、产业主导权、标准制定权等方面展开全方位博弈。核心技术方面，各国在超导磁体、等离子体稳态控制、耐高能中子材料、激光技术等核心领域展开攻关，力争实现技术突破并形成自主知识产权。商业化落地速度的竞争日趋白热化，各国力争成为全球首个实现核聚变能规模化发电的国家，以占据全球核聚变能产业的先发优势。产业主导权和标准制定权的竞争逐步凸显，各国均试图通过技术优势和产业布局，主导全球核聚变能产业的发展方向，参与制定核聚变能行业的技术标准、安全标准、环保标准，掌握产业发展的话语权。值得注意的是，私营企业成为国际竞争的重要力量，美国Helion Energy、CFS，英国First Light Fusion等私营企业，凭借其灵活的创新机制和成本控制优势，推动了国际竞争的白热化。

未来核聚变技术将呈现“主流路线深耕、小众路线突围、共性技术赋能”的格局，不再局限于单一技术路径的迭代，而是向高效、紧凑、低成本方向全面升级。托卡马克磁约束路线仍将占据主导地位，并向高温超导紧凑型转型，依托第二代高温超导带材实现磁场强度翻倍、装置体积大幅缩减，彻底摆脱传统低温超导的成本与体积桎梏，成为未来商业化示范堆的首选方案，预计2030年前完成全高温超导示范装置的稳态运行验证。

仿星器、磁惯性约束、氢硼聚变等路线将迎来差异化发展窗口期。仿星器凭借稳态运行优势，将逐步攻克等离子体控制难题，成为长周期安全运行的备选方案；磁惯性约束路线兼顾约束效率与装置复杂度，有望在中小型示范堆中实现突破；氢硼聚变因无中子辐照、放射性极低的特性，将成为远期商业化的重要方向，未来十年将完成高参数放电验证，逐步缩小与氘氚聚变的差距。

同时，AI等离子体实时控制、抗辐照新材料、氚自持循环、高效能量提取等共性技术将全面渗透，AI将替代传统控制手段，实现等离子体破裂预警、形态精准调控，大幅提升运行稳定性。而新型钨基合金、陶瓷复合材料将逐步解决堆芯材料辐照损伤难题，延长装置使用寿命，降低运维成本。

全球核聚变能产业化已形成清晰的时间表，告别无序研发，进入分阶段、可落地的推进周期，核心节点高度契合各国能源战略规划。

2030年之前为工程攻坚期，核心目标是实现持续净能量增益、完成发电演示，攻克堆芯集成、燃料循环、能量转换三大工程瓶颈，此阶段全球多国将启动示范堆设计或建设，形成完整的工程技术体系，部分民营机构率先实现短周期并网发电验证。

2030—2045年将成为商业示范期，全球首批商用聚变堆实现并网发电，行业安全标准、监管框架、运维体系全面成型，多国完成核聚变发电市场化定价，开启小规模商业供电。

2045年之后将进入核聚变能产业规模化发展期，聚变堆技术成熟、成本可控，成为全球能源供应主力，逐步替代化石能源，深度融入全球能源供应体系。

综合来看，21世纪30年代是核聚变能发展的关键拐点，若顺利实现商用发电验证，行业将迎来爆发式增长，到21世纪中叶核聚变能行业有望形成万亿级新兴产业集群。

核聚变能作为未来能源竞争的制高点，未来一段时间将呈现“第一梯队领跑、第二梯队跟进、全球协作兜底”的特征，大国竞争与跨国合作并行不悖。中美欧将稳居第一梯队，形成差异化竞争优势：中国依托新型举国体制与完整工业链，加速大科学装置建设与工程化落地，实现技术自主可控；美国借助民营资本与技术创新，聚焦紧凑型商用堆研发，抢占商业化先发优势；欧洲通过ITER项目积累，主导国际标准制定，推动区域协同研发。日本、韩国、俄罗斯等国家将聚焦细分技术路线突破，凭借自身科研优势占据细分赛道话语权。

竞争层面，核心技术、关键材料、高端人才的争夺将日趋激烈，各国加大核心技术保密力度，关键设备与材料出口管制收紧，技术自主可控成为各国战略底线。合作层面，鉴于核聚变研发的高投入、高复杂度，多边协作仍将是主流，ITER项目后续扩建、跨国联合研发、全球数据共享、人才交流互鉴将持续深化，形成“核心技术自主、共性技术共享”的竞合模式。发展中国家将通过国际合作参与聚变研发，逐步打破技术垄断，实现能源公正转型。

未来核聚变能的规模化落地，或将彻底改写全球能源供需格局，成为实现碳中和目标的重要支撑。核聚变能具有原料无限、零碳排放、运行稳定、占地面积小等优势，可弥补风电、光伏等可再生能源的间歇性短板，助力构建“清洁稳定+灵活可调”的能源供给形态，降低对化石能源依赖及地缘政治的影响，大幅提升全球能源安全保障能力。

同时，核聚变能发展将推动全球清洁能源装备制造、聚变运维服务等新兴产业快速崛起，成为各国经济新的增长点。远期来看，核聚变技术还将向航天、工业、交通等领域外溢，推动人类能源利用方式实现跨越式升级，开启清洁可持续的“聚变能源时代”。

欢迎投稿，联系邮箱 nyjcck@163.com

审核：齐正平

校对：邱丽静

编辑：李丹丹

长按扫码关注

更多精彩内容

扫码关注我们

本公众号由中能传媒能源安全新战略研究院运营，致力于跟踪解读能源重大政策，分享智库研究成果，欢迎关注！