震撼！核聚變技術助力，海水變汽油的未來來臨！

你能想象再過5年的時間，利用核聚變產生的能量就能點亮第一盞燈嗎。截止到上個月，合肥的緊湊型聚變能實驗裝置BEST項目，相關建設已經取得關鍵突破。

與此同時，國內其他省份的核聚變研究也在加緊推動，可以說我國進行的核聚變研究是多路線同步驗證模式。而且在接下來還要建設混合型的反應堆，也就是核聚變與核裂變同時應用的反應堆。

隨著研究向縱深發展，未來能源格局將徹底改變，傳統石化能源將逐步退場，取而代之的，是以核能發電為主的清潔電力能源。那么核聚變研究的進展未來會遵循怎樣的時間線？隨著電力資源的充沛，未來的儲電技術是不是也要推動發展？

兩年后演示聚變能發電

截止到10月初，位于安徽合肥實驗裝置的關鍵部件，已經研制成功，并且順利完成了交付。這個關鍵部件叫做杜瓦底座，是裝置主機中第1個真空大部件，也是目前在核聚變研究領域最大的真空部件。

它的直徑達到了驚人的18米，高度在5米左右，總重量超過了400噸，也是這套裝置中最重的部件，因為是底座部件，其上承載的總重更是超過了6700噸。杜瓦底座安裝之后，整個項目的工程建設將會開啟新階段。

這個巨大的關鍵部件是由合肥物質院等離子所牽頭聯合研制的，要攻克一系列高精度成型問題，接下來一系列的大部件安裝還會展開，簡單來說，就是由下至上，一步一步完成，比如磁體和真空室等重要的核心部件，就要安裝在杜瓦底座上。

等到一系列核心部件安裝成功之后，最終整個底座就會被徹底封閉起來，由此形成真空環境，接下來才能保證托卡馬克的正常運行。所以每一步都不能出錯，而且得嚴格按照步驟推進施工。

根據目前的規劃，整套裝置要到兩年后，也就是2027年建設完成，到那個時候，這個巨大的實驗裝置將會進行聚變能發電演示，在全球范圍內，這也是首次發電演示。

到2030年，由此實驗裝置產生的電能，將有望點亮第一盞燈，也就是說，整套裝置，可以實現發電演示，并且將發出的電應用到實際環節。但是請注意，這并非正式的發電，整套裝置只是進行發電演示。

雖然還沒有真正達到應用階段，但是全國各地已經出現的研究，都在爭分奪秒的進行。

一個超級工廠正在做的事情

這是一項超級工程，未來一旦開啟發電，在主機系統安裝的區域，高達1億℃等離子體的運行就在其中。與此同時，區域的外面，區域溫度卻是零下269℃低溫。一冷一熱，要共同存在在一個罐體內部。

要達到這樣的極限溫度，必須得研究出特殊的裝置，本質上的工作原理就是利用強磁場形成一個環形的磁籠，從而就能夠將高溫等離子體懸浮在真空室的中央，進而使其與容器的外壁完全隔離。

所以設計和制造整套裝置就得需要一個超級工廠。在安徽合肥建設實驗裝置的旁邊，正是這套裝置的建造工廠，聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施，它有一個很響亮的名字叫做夸父。

這座巨大的工廠，由14棟獨立的建筑構成，每一棟建筑都是一項關鍵領域的超級實驗室，目前這里正在進行驗證和設計制造著與可控聚變相關的19個子系統。

比如核心部件等離子體裝置，每平方米每秒鐘可極速噴射出10的24次方個粒子，一次就可以連續運行24小時以上。通過這樣一套裝置，就能夠對相關的內壁材料進行充分檢測。

超級工廠里制備的用于產生強磁場的超導磁體，可以產生地球磁場10多萬倍的磁場信號，這同樣是用于未來核心裝備中的關鍵部件。

為什么說現在的研究很關鍵？因為我們走在研究的最前列，不管是所需的部件，還是相關的技術參數，都沒有任何體系可以參照。未來如果其他國家也進行類似的研究，就是別人參照我們的研究來進行。

除了安徽合肥正在緊鑼密鼓推動建設的實驗裝置外，全國其他地方也有類似的研究，不但有科學研究所牽頭的項目，也有龍頭企業和初創公司開啟的項目。

河北省能源企業牽頭的實驗

在河北省，當地有緊湊型聚變重點實驗室，這是由能源企業主導的可控核聚變實驗。整套裝置的放電次數已經達到13,032次，從去年1月到現在，幾乎從未間斷過。

這套實驗裝置與其他研究項目不同的地方在于，其他研究團隊通常使用氘和氚作為燃料，河北的這套實驗裝置使用的燃料卻是氫和硼。

之所以更換材料，是因為這兩種元素很常見，成本低廉，在運行過程中只會產生氦，而氦可以直接發電，不需要進行蒸汽轉化，發電效率能夠達到90%以上。

但是這個研究方向也有明顯的缺點，必須要將等離子體加熱到10億℃甚至更高的溫度才行，這也就意味著溫度如果不達標的話，就不會產生聚變反應。研究人員目前采取的技術方案是階梯加熱。

具體來看使用變壓器的原理，在第1階段能夠加熱到幾百萬℃，在第2個階段使用類似微波爐的原理，可以繼續加熱到幾千萬℃，最終使溫度達到上億攝氏度以上。用更高的溫度不斷加到等離體里面，然后總體溫度就會持續上升。

為了保證實驗的穩定，整個研究團隊已經在升級全新一代的托卡馬克裝置，這也意味著裝置整體的參數指標會提升，溫度最終能夠達到合適的標準。

四川的另一種實驗裝置

除了安徽與河北，四川也在這一領域進行研究，位于成都產業園內，一套全新的核聚變研發裝置樣機已經搭建完成，這套裝置的專業名稱叫做直線型場反位型聚變裝置。

與其他實驗裝置不同的是，四川成都的這套裝置，將等離子體在裝置兩端同時產生兩個豎起來的“甜甜圈”，此后裝置會持續加速到每秒200公里，內部會產生劇烈的碰撞，然后釋放出巨大能量，最終產生聚變反應。

不同于其他實驗裝置是由科研機構以及能源巨頭牽頭進行，四川的這套實驗裝置是由一個初創團隊在推動進行研究。對初創型公司來說，首先要考慮成本問題。

雖然是民營企業，但是參與者給出了自己明確的方案，采用了模塊化搭建的方式，盡可能的控制成本。

過去都是國家在主導研究，即便有企業參與，也都是擁有實力的龍頭企業，而現在大量的民營企業也參與到研究中，這對于接下來探索可控核聚變的商業化之路提供了一個新的方向。

“星火1號”混合堆的落地

江西南昌，由多家企業牽頭參與的實驗項目也在進行之中，這個項目基于高溫超導托卡馬克裝置，建設聚變-裂變混合反應堆，其名稱叫做星火1號示范項目。

建成之后，總功率為300MW，將實現100MW級并網發電，根據目前的規劃，到2030年底將完成建設，2031年進行實驗發電。可以說圍繞核聚變的研究，國內外已經形成了一種競速模式。

在上海市，2024年將可控核聚變列為了重點培育產業，并且還設立了未來產業基金，為各種前沿研究提供資金支持以及政策引導，上海是我國核電產業鏈的重要聚集地，產業基礎雄厚，在該領域的發展很有潛力。

除了上海，廣東、浙江兩省，也在政策中明確了將可控核聚變列入未來產業培育重點，無論是資金還是政策引導，都會重點向這一領域傾斜，這也恰恰說明，圍繞核聚變的研究已經進入了白熱化階段。

能源格局將迎來巨變

除了我國的研究，世界上其他主要的國家在這方面的研究也在緊鑼密鼓地展開，全球能源格局在未來勢必會引發巨變。一旦核聚變研究取得實質性進展，傳統的石化燃料將會被持續邊緣化，電能將會成為未來的主要能源。

這樣一來就會產生另一個問題，那就是電能的儲存情況，隨時發電，隨時使用，這是傳統的電能應用模式，如果核聚變取得突破的話，產生的電力資源將是源源不斷的。

在這種情況下，電能儲存技術勢必也將跟著提升。舉一個簡單的例子，未來的電能不光充足，關鍵是能源的利用可以更加的高效，比方說不用再像現在這樣頻繁的充電，又或者說，電動汽車的行駛里程，直接超過了傳統的燃油車。

這些情況不是會不會發生的問題，而是在技術領域必須要解決的問題，尤其是未來，人類還想著探索更遠的宇宙地帶，能源驅動方式勢必就得發生根本性變化。

所以核聚變帶來的不僅僅是取之不盡，用之不竭的電力資源，還有對電能利用的存放技術也會革新。換言之，這將是一整套能源格局的徹底改變。

結語

可控核聚變還沒有取得實質性突破，但是我們已經處在了巨變的前夜，相關的研究進展會越來越快。未來的突破，就建立在目前的競速模式上。

可以預見的是，隨著各地研究持續推進，商業化之路的探討也會隨之展開，各地會繼續加大投入力度，無論是資金的投入，還是政策引導上的投入，只有這樣，我們才能夠以最快的速度迎來核聚變能量的巨大轉化。