全球核聚變競賽，歐美急什么 | 筆記

永遠離現實應用距離50年的核聚變，越來越被壓縮為迫近當下的競爭，而非未來。

昨日，國際原子能機構（IAEA）在成都發布了《聚變能源展望2025》，定調今年全球聚變能探索已經進入決定性新階段。今年以來，美國國家點火裝置（NIF）號稱實現了Q值（能量增益系數）大于4；聯邦聚變系統（CFS）宣布收到谷歌200MW電力訂單。中國緊湊型聚變能實驗裝置BEST正式進入總裝階段，預計2027年發電；“國家隊”中國聚變能源公司成立，注冊資本高達150億元。

尤其是中國的這兩項里程碑，這一周來，先后獲得了歐洲議會研究服務處（EPRS）、美國特別競爭研究項目（SCSP）的核聚變報告的關注。歐洲有點焦慮，既擔心自己做不到足夠經濟，又擔心再次錯過新一輪能源革命；美國喊著讓政府趕緊先打款100億美元。

聚變性能10年10倍，2030年代發電

過去70年來，聚變性能的進步沒有明顯停滯，呈現類似“摩爾定律”式的規律增長。

經典公式“勞森判據（Lawson criteria）”認為，有效聚變能系統的能量增益（Q）取決于溫度、燃料密度和約束時間的三乘積，要讓Q>1，即實現凈能量輸出，三乘積應該大于一個定值。不同技術路線Q>1對應的三乘積定值不同（比如下圖紅線粗線對應磁約束MCF，黑實線/金黑虛線對應慣性約束ICF）。

三乘積以每10年1個數量級的速度提升著。目前，跑得最快的仍然是主流的激光慣性點火與托卡馬克路線；新興路徑（Zpinch等）同樣快速逼近。

從歷史經驗看，若趨勢維持，2030年代將是聚變發電的關鍵十年。美國的SPARC項目、歐盟的ITER項目，以及中國的BEST項目，都是瞄著Q>1去的。其中，中國與美國的兩個項目，已經近在眼前。盡管它們本質上都是實驗裝置，但將為商業發電驗證技術與工程的可行性。

歐洲有點失落。按照傳統路線圖，歐洲的核聚變示范工廠將在2050年代建成，這是一個國際合作項目；然而，美國國家項目的文字游戲，以及涌現的私營企業打亂了歐洲的既定部署。它的報告認為，頗具爭議的美國NIF項目，只是玩了一個文字游戲：它所謂的輸出能量正收益，只不過是核聚變釋放的能量，高于激光到達靶燃料的能量，但事實上，整個系統消耗了至少兩個數量級的電能，去驅動激光器釋放這些能量。

產業界的共識正在逐步成型。據美國核聚變產業協會（FIA）的調研，全球45家受訪聚變初創企業中，有21家認為會在2030年代初首次發電，其中，有3家認為將早于2030年。

在美國，迫切渴望數據中心接入更多電力的硅谷巨頭，已經連續投下數張信任票。今年6月，聯邦聚變系統（CFS）宣布谷歌已成為自己的首個客戶，預定了它200MW規模的核聚變電力，預計2030年初發電；比爾·蓋茨旗下基金投資了該企業。去年5月，微軟與Helion達成規模50MW的聚變電力訂單，當時預計2028年上線發電；奧特曼也以個人身份投資了該企業。

還是中國與美國的戲

但是，美國的報告似乎并不關心歐洲的進展，堅持NIF全球第一，是唯一突破了Q>1的項目。只給歐洲留了一個小小的位置，其余位置通篇都是中國與美國的對比。國際原子能機構的報告則四平八穩，但它呈現的數據，也印證了商業聚變的全球競爭，將主要在中國與美國之間展開。

資金正在加速涌入，截至今年9月，全球聚變企業的股權融資金額，就已經超過了去年全年，為歷史最高水平。融資主體也從概念驗證型初創企業，轉變為試驗設施和原型機以及供應鏈聯合體為主。運行、在建或規劃中的聚變裝置數量，已經從2021年的119座，攀升至2025年的172座。

盡管在這個領域，中國的累計融資金額（約50億美元）仍然不及美國（約75億美元），但是據IAEA的報告，自2023年起，中國每一年的融資額都超過了美國。

美國的報告對中國的砸錢力度感到震驚，認為自2023年以來，中國為支持各種核聚變路線的基礎設施，已經調動了高達130億美元的資金。僅中國聚變能源公司的注冊資本，就差不多是美國能源部（DOE）聚變能源科學（FES）項目全年預算的3倍。該報告呼吁美國政府一次性撥款100億美元來填補缺口；只靠風險資本是不夠的。報告稱，中國有多個投資規模超過20億美元的項目；而美國目前只有一個，就是15年前建成的NIF。

更何況，中國的民間資本，在這場終極能源的競賽中，也發揮著重要的角色。諾瓦聚變（NovaFusion）、能量奇點（Energy Singularity）、星環聚能（StarorusFusion）以及新奧能源（ENN），還有沒有出現在下圖的瀚海聚能（HHMAX）都是民營企業；在南昌裂變聚變反應堆“星火(XingHuo）”相關企業江西聚變，以及合肥BEST項目主體相關企業聚變新能（NeoFusion）里，民營資本也發揮著重要作用。

在這份報告里，美國擔心如果政府不快點打錢，核聚變領域又將淪為美國引領科學研究，中國贏得規模應用的局面。但這一切似乎也在改變。截至今年9月，提交給IAEA聚變能大會（FEC 2025）的論文第一作者，27%來自中國，是排名第二的美國（15%）與第三（12%）的日本的總和。事實上，在這一領域的科研數量上的超越，已經在2020年前就已經實現。此外，中國培養的核聚變博士畢業生數量是美國的十倍。

供應鏈噩夢

與中國的核聚變競爭，最令美國頭疼，還是供應鏈安全。盡管它一定程度上是全新的賽道，但仍然不少關鍵礦物、電子組件、電氣設備等可以微調與復用。就在這幾天，A股多家上市公司披露了公司在核聚變裝置BEST項目的布局。

在關鍵礦物領域，美國的“國產替代”進展實在太慢。中國生產了全球80%的鎢，67%的釩，它們是面向等離子體部件的關鍵候選材料。用于生產氚燃料的鋰-6，只有中國和俄羅斯能夠量產。激光二極管需要鎵、銦和鍺，中國幾乎壟斷了，已經。高溫超導帶材需要少量的重稀土釔，美國94%的進口來自中國，最近也。目前，美國只在鈹與氦等元素上占據主導地位。

在其他組件方面，核聚變某些特種零部件，部分也來自中國供應商。整體上，中國在高功率開關和高壓電容器領域處于領先地位。而美國本土在高溫超導磁體制造領域，日本在高溫超導帶材領域占據優勢。

最后，美國的報告總結陳詞：趕緊打錢，加大補貼，抓緊盟友，利用AI加速……“我們輸不起”。

參考

World Fusion Outlook 2025，IAEA

Fusion energy: A paradigm shift in power generation for Europe? EPRS，2025

Fusion Power Powering America’s Future，SCSP，2025

The global fusion industry in 2025，FIA

Continuing progress toward fusion energy breakeven and gain as measured against the Lawson criteria，Samuel E. Wurzel et al，2025