眼下，被稱為“人造太陽”的可控核聚變正拉開新一輪能源變革的序幕。這種未來能源想象中，一滴海水就能釋放相當于300升汽油的能量，不僅將大大降低用電成本，還將為包括AI在內(nèi)的高能耗產(chǎn)業(yè)提供關(guān)鍵能源支撐。

坐標安徽合肥，10月13日，聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施CRAFT取得重要進展——偏濾器原型部件順利通過專家組測試與驗收。在此之前，緊湊型聚變能實驗裝置BEST主機關(guān)鍵部件杜瓦底座研制成功并順利完成交付。這些大科學裝置的突破推動我國進一步鞏固了在可控核聚變領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位。

合肥在可控核聚變領(lǐng)域已投入逾50年。早在1974年，合肥就曾建成環(huán)形托卡馬克裝置HT—6，可謂全國初期的“人造太陽”雛形。此后，大科學裝置不斷落地，不斷推高合肥在我國可控核聚變領(lǐng)域的重要性。如今，商業(yè)化的曙光乍現(xiàn)，合肥又最早執(zhí)起牛耳。

有一種說法是，合肥能夠在全球范圍內(nèi)展開競爭的兩個未來產(chǎn)業(yè)，一個和中科大有關(guān)系，另一個與科學島有關(guān)。這兩個未來產(chǎn)業(yè)分別是量子技術(shù)和可控核聚變。在科學島上，有著被外界稱為合肥可控核聚變的“鐵三角”，即BEST、CRAFT和世界首個全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST。它們構(gòu)成了合肥可控核聚變的核心地帶，背后有一個共同身影：中科院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理研究所。

事實上，縱觀全國可控核聚變科研格局，中科院等離子體所也是重要一極。目前，我國形成了以中核集團核工業(yè)西南物理研究院和中科院等離子體所兩大科研院所為主，清華大學、中國科學技術(shù)大學等高校及相關(guān)民營企業(yè)共同參與聚變能開發(fā)的格局。其中，兩大科研院所分別位于成都和合肥，二者各有分工。

與合肥類似，在西物院牽頭下，成都同樣擁有一項大科學裝置，即“中國環(huán)流三號”。該裝置與EAST、BEST各有側(cè)重，以共同解決核聚變技術(shù)中的科學和技術(shù)難題。EAST專注于實現(xiàn)長時間穩(wěn)定運行的高溫等離子體實驗，以探索未來商用核聚變反應(yīng)堆所需的條件；BEST驗證更加緊湊高效的聚變裝置設(shè)計，旨在降低建造成本和技術(shù)難度；而“中國環(huán)流三號”則側(cè)重于高參數(shù)等離子體物理研究，特別是提高等離子體溫度、密度和約束時間，這三大指標是衡量核聚變進展的關(guān)鍵因素。

今年內(nèi)，EAST和“中國環(huán)流三號”分別迎來突破。1月，EAST實現(xiàn)1億攝氏度等離子體穩(wěn)態(tài)運行1066秒，創(chuàng)造新的世界紀錄。此次實驗超越千秒，意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆運行所需的條件。3月，“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的“雙億度”運行突破，綜合參數(shù)大幅躍升，具備開展燃燒實驗的基本條件。

合肥的突圍不僅停留在其擅長的科研階段。據(jù)鐘武律表示，可控核聚變要實現(xiàn)商用，要走過大約6個階段。目前，全球正處于燃燒實驗到實驗堆過渡的階段，對于中國來說，首先得開展燃燒實驗、獲得聚變功率，下一步要建造聚變堆，開展相關(guān)工程技術(shù)的驗證，來支撐在本世紀中葉實現(xiàn)聚變的商用。

2021年，一場后來被稱為嚴肅意義上“中國可控核聚變商業(yè)化”轉(zhuǎn)折點的沙龍在合肥中國科大1958咖啡館舉行。會議的主題之一是“可控核聚變在將來50年內(nèi)是否有商業(yè)化的可能？”此后，商業(yè)化目標很快便被納入官方規(guī)劃當中。2023年，安徽出臺《以創(chuàng)新模式加速推進聚變能商業(yè)應(yīng)用戰(zhàn)略行動計劃（2022—2035年）》，確立核聚變開發(fā)應(yīng)用實驗堆、工程堆和商業(yè)堆“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。其中，BEST將在2030年前完成發(fā)電演示驗證，2030年將建設(shè)中國聚變工程示范堆（CFEDR）；2040年前后，以商業(yè)化公司作為實施主體，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，開展更高聚變功率的商業(yè)堆建設(shè)。

越來越多國家和城市也開始搶抓商業(yè)化賽道。據(jù)國際能源署預(yù)測，到2030年，全球核聚變市場規(guī)模有望達到4965.5億美元，2024至2030年間復(fù)合年均增長率為7.4%，市場潛力巨大。面對即將迎來的商業(yè)化“奇點”，已有企業(yè)提前布局。在中國，也不乏先行者早早謀劃。中航證券一篇研報指出，我國核聚變行業(yè)已逐步形成“國家隊”帶頭示范、民營企業(yè)協(xié)同發(fā)展的新格局，產(chǎn)業(yè)集群主要集中在合肥、成都、南昌、上海等地。其中，合肥和成都是當前國內(nèi)具備相對完善的核聚變產(chǎn)業(yè)集群的城市。

聚變新能被外界稱為我國首家可控核聚變領(lǐng)域的獨角獸，其身后除了皖能資本、合肥產(chǎn)投、皖能股份等合肥國資再次“出手”外，還有蔚來創(chuàng)始人李斌的支持。另一家代表性企業(yè)是中國聚變能源有限公司，由中核集團牽頭，逾百家單位與資本方共同投資約114.95億元。該公司還在上海建造“中國環(huán)流四號”，上海也將成為另一個可控核聚變發(fā)展極點。

相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈也在進一步延長。上游超導(dǎo)磁體、特種鋼材、氘氚燃料等材料需求旺盛，國內(nèi)企業(yè)如西部超導(dǎo)、上海超導(dǎo)已實現(xiàn)技術(shù)自主化；對于中游磁體系統(tǒng)、真空室、偏濾器等核心設(shè)備，安泰科技、國光電氣等企業(yè)通過參與ITER項目正在積累技術(shù)經(jīng)驗；而下游則仍處于探索階段。多數(shù)企業(yè)認為首個給電網(wǎng)送電的聚變堆以及具備商業(yè)化價值的聚變堆，有望在2031至2035年及以后誕生。我國上個月通過的原子能法進一步完善監(jiān)管制度，也為商業(yè)化平穩(wěn)推進鋪平道路。

對于合肥而言，問題在于如何更好發(fā)揮自身所長。無論如何，正如聚變新能（安徽）有限公司董事長嚴建文所說，“不能起了個大早，卻趕了個晚集”。