(原標題:中國正全力攻關(guān)人類能源“終極方案”,美國呢?)
? 文 觀察者網(wǎng) 阮佳琪
特朗普政府時期,美國將重心放在石油、天然氣和煤炭的開采與海外銷售上;而作為其主要經(jīng)濟競爭對手的中國,早已躍居全球太陽能電池板、電池及電動汽車等清潔能源產(chǎn)品的最大供應(yīng)國。
也因此,美媒《紐約時報》關(guān)注起了中美角力的新戰(zhàn)場——核聚變。其發(fā)表于13日的報道指出,這項蘊藏著無限清潔能源潛力的技術(shù),其突破或?qū)⒅厮軆蓢酥寥虻哪茉锤窬帧?/p>
美媒在報道中對比稱,中美兩國的核聚變研發(fā)路徑截然不同:美國寄望于私營產(chǎn)業(yè)與市場創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)突破,但其政府對該領(lǐng)域的支持力度屢遭詬病;而在地球另一端,中國已將核聚變列為國家優(yōu)先發(fā)展事項,正以驚人的速度調(diào)集資源推進研發(fā)、建設(shè)大型實驗設(shè)施,目標明確地致力于在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)關(guān)鍵性技術(shù)突破。
報道指出,這場能源競賽不僅關(guān)乎誰能率先掌握核聚變這項科學難題,更重要的是,獲勝者將擁有重塑全球能源格局和地緣政治聯(lián)盟的能力,從而主導未來的清潔能源市場。
今年年初回國并入職北京大學的核物理學家劉暢,在接受美媒采訪時透露了他的切身感受:此前在美國普林斯頓等離子體物理實驗室工作期間,他的團隊因預算不足無法招募年輕科研人員。他直言,美國政府支持力度欠缺,正是眾多核聚變研究人員轉(zhuǎn)投初創(chuàng)企業(yè)的重要原因之一。
與之形成鮮明對比的是,中方正投入大量資源攻克這項可能成為人類能源“終極解決方案”的技術(shù)。劉暢強調(diào),“中方能真正為重要的領(lǐng)域持續(xù)投入。”
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2025年11月15日,安徽合肥,緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)建設(shè)現(xiàn)場。視覺中國
美媒報道稱,如今中國、美國及其他國家正競相研發(fā)能夠穩(wěn)定運行、反復作業(yè)且達到并網(wǎng)發(fā)電標準的核聚變裝置。但回溯二十年前,中國在核聚變領(lǐng)域還只是個小角色,通過與其他國家合作成長。
中國曾與法國緊密協(xié)作,研發(fā)出全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST);同時也是由33國參與的“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”的核心貢獻國;在過去十多年的大部分時間里,中美研究人員也在等離子體物理領(lǐng)域開展了諸多聯(lián)合實驗。
眼下,中美兩國的研發(fā)進展很快將迎來正面較量:
美國資金最充裕的核聚變企業(yè)“聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司”(CFS)早前宣布,其在馬薩諸塞州建造的實驗裝置將于2027年實現(xiàn)一項關(guān)鍵目標:產(chǎn)出能量超過運行所需能量。這將是核聚變有望在未來為數(shù)據(jù)中心、鋼鐵廠等設(shè)施供電的信號。
另一邊,中國外交部發(fā)言人、新聞司司長毛寧,在海外社交平臺上向世界分享了位于合肥的緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)項目的最新進展,“預計2027年竣工,有望成為人類歷史上首個實現(xiàn)聚變發(fā)電的裝置。”
綜合新華社報道,根據(jù)研究計劃,2027年底該裝置建成后,將進行氘氚燃燒等離子體實驗研究,驗證其長脈沖穩(wěn)態(tài)運行能力,力求聚變功率達到20兆瓦至200兆瓦,實現(xiàn)產(chǎn)出能量大于消耗能量,演示聚變能發(fā)電。
今年10月1日,BEST項目首個進駐主機大廳的關(guān)鍵部件——杜瓦底座,其成功落位安裝標志著項目主體工程建設(shè)邁入新階段,部件研制與工程安裝開啟“加速度”。
而就在去年1月,ITER的英籍法裔物理學家理查德·皮茨(Richard Pitts)當時到訪BEST工地時,那里還只是一片空地。如今,工程已完成過半。
皮茨博士表示,中國從ITER項目中積累了大量經(jīng)驗,如今正將這些經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為自主創(chuàng)新的動力,“每次到訪,我都為其龐大的人力投入和極高的執(zhí)行效率所震撼。”
美媒援引專家分析稱,即使核心技術(shù)得以突破,核聚變反應(yīng)堆也需實現(xiàn)低成本、工業(yè)化規(guī)模的建造與運營,才能真正為世界供電。而在這方面,中國的工程建設(shè)專長賦予了其明顯優(yōu)勢。
加州大學全球沖突與合作研究所高級研究員吉米·古德里奇(Jimmy Goodrich)直言,“美國面臨的風險是,即便我們率先找到可行的技術(shù)路徑,中國也可能搶在我們之前完成工程化和規(guī)模化。”
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BEST主機系統(tǒng)中最重的部件,也是中國國內(nèi)聚變領(lǐng)域最大的真空部件——杜瓦底座在合肥成功落座。中國新聞網(wǎng)
聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司就已親身領(lǐng)教了中國的研發(fā)速度。
去年,該公司科學家發(fā)表論文,展示了其為馬薩諸塞州新型托卡馬克裝置研發(fā)的巨型D形磁體。這款磁體采用超低電阻材料制成,能夠產(chǎn)生超強磁場。
今年夏天,中國一家專注聚變能源技術(shù)研發(fā)及商業(yè)化應(yīng)用的初創(chuàng)企業(yè),也發(fā)表論文展示了一款性能相似的磁體。
盡管仍鼓噪所謂“逆向工程”論調(diào),但CFS聯(lián)合創(chuàng)始人丹尼斯·懷特(Dennis Whyte)承認,中國能迅速調(diào)動供應(yīng)鏈和制造能力,完成磁體的研發(fā)與測試,這本身就展現(xiàn)出“令人驚嘆的技術(shù)實力”。
ITER法籍首席科學家貝庫萊(Alain Bécoulet)更是直接駁斥了“模仿論”。他強調(diào):“中國如今已具備創(chuàng)新能力,不再是簡單的模仿或復制。”
在技術(shù)研發(fā)高歌猛進的同時,中國也展現(xiàn)出開放共享的合作姿態(tài)。11月24日上午,在安徽合肥未來大科學城的BEST主機大廳,中國科學院“燃燒等離子體”國際科學計劃項目正式啟動,并面向全球聚變界首次發(fā)布BEST研究計劃。
當日,中國、法國、英國、德國、意大利、瑞士、西班牙、奧地利、比利時等10多個國家的聚變科學家共同簽署《合肥聚變宣言》。該宣言倡導開放共享與合作共贏精神,鼓勵各國的科研人員到中國開展聚變合作研究。
“(合作研究的)大門始終敞開”,中國科學院等離子體物理研究所對外合作負責人如是說道。
反觀美國,倒是一副“閉關(guān)鎖國”的姿態(tài)。這一點,ITER的貝庫萊早已深有體會。今年10月在成都出席國際原子能機構(gòu)年度核聚變大會時,他發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場竟沒有美國代表的身影。三名研究人員向《紐約時報》透露,特朗普政府的能源部當時勸阻美國科學家參會,該部門未回應(yīng)置評請求。
與此同時,隨著能源安全對人工智能等產(chǎn)業(yè)的重要性與日俱增,部分抱著冷戰(zhàn)霸權(quán)思維的美國政府和產(chǎn)業(yè)界人士,也將核聚變視為一場“非贏即輸”的全球影響力戰(zhàn)場。
華盛頓研究機構(gòu)“特殊競爭研究項目”負責人伊利·巴伊拉克塔里(Ylli Bajraktari)就大肆渲染稱,“誰能勝出并實現(xiàn)技術(shù)落地,誰就將奠定本世紀余下時間的格局。”
今年5月,特朗普簽署了一系列有關(guān)核能的行政命令,涉及對美國核管理委員會進行全面改革、修改監(jiān)管流程以加快核反應(yīng)堆測試等。一名白宮高級官員表示,政府希望在2029年1月,特朗普第二任期結(jié)束前“測試和部署”新的核反應(yīng)堆。
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美國總統(tǒng)特朗普。
美國能源部也于10月發(fā)布了新的路線圖,計劃助力核聚變產(chǎn)業(yè)在2030年代實現(xiàn)發(fā)展與商業(yè)化,呼吁建設(shè)和升級多個科學設(shè)施,但取消了此前提出的“2040年代主導設(shè)計建造核聚變示范電站”的計劃。
能源部稱,取消原因是美國初創(chuàng)公司已在快速推進此類電站建設(shè)。但不少科學家認為,美國政府還需做得更多。
美媒分析指出,特朗普政府雖支持核裂變技術(shù),為現(xiàn)有核電站供能,但對核聚變沒有表現(xiàn)出同樣的興趣,這讓該領(lǐng)域愈發(fā)依賴風投資本來推動發(fā)展。此外,在中國著力培養(yǎng)核聚變?nèi)瞬诺耐瑫r,特朗普政府卻在削減科研經(jīng)費,也為美國核聚變發(fā)展蒙上陰影。
CNN去年曾指出,盡管美國是世界上最早嘗試核聚變發(fā)電研究的國家之一,但“后來者”中國的步伐正在明顯“加快”。報道援引行業(yè)數(shù)據(jù)稱,自2015年以來,中國的核聚變專利數(shù)量激增,已超越全球其他國家。
報道還提到,中國企業(yè)建有全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置。位于華盛頓的核聚變行業(yè)協(xié)會首席執(zhí)行官安德魯·霍蘭(Andrew Holland)坦言,相比之下,美國的托卡馬克裝置普遍老化,不得不依賴日本、歐洲和英國盟友的設(shè)備推進研究。
“我們沒有這樣的東西。普林斯頓等離子體物理實驗室10年來一直在對它的托卡馬克裝置進行升級。美國另一個正在運行的托卡馬克裝置已有30年歷史。美國國家級實驗室沒有現(xiàn)代化的核聚變裝置。”他說。
