中国“人造太阳”三城记:合肥、成都、上海竞逐终极能源

从EAST的亿度干秒,到中国环流三号的“双亿度”突破,再到上海百亿资本布局,中国正以三城联动的创新矩阵打破核聚变“永远还要50年”的魔咒。
2025年,中国可控核聚变领域迎来爆发式突破。合肥科学岛上,EAST装置实现1亿摄氏度1066秒稳态运行;成都,“中国环流三号”达成“双亿度”等离子体运行;上海,注册资本150亿元的中国聚变能源有限公司正式挂牌。这三座城市分别从基础研究、工程验证与商业化布局,共同推动中国向终极能源时代迈进。
随着聚变能被纳入“十五五”规划前瞻布局范畴,中国正在合肥、成都、上海三地形成完整的聚变研发与产业化矩阵。从EAST的稳态高约束运行,到BEST装置的工程总装,再到中国聚变能源有限公司的资本运作,中国聚变发展的路径已然清晰。
01 合肥科学岛,EAST点燃“人造太阳”的曙光
在合肥西北角,三面环水的科学岛上,集聚着中国聚变研究的“铁三角”:全超导托卡马克装置EAST、紧凑型聚变能实验装置BEST、聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT。
2025年1月,EAST创造了一项世界纪录——实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。这一突破意味着人类首次在实验装置上模拟出未来聚变堆高效稳态运行必备的环境,验证了核聚变发电的可行性。
EAST的成功背后是15万次实验的积累。从60秒到1000秒,每一次突破都凝聚着中国聚变人的心血。作为国际热核聚变实验堆(ITER)最重要的实验验证平台,EAST为全球聚变研究提供了关键数据支持。
在EAST基础上,合肥正在推进BEST装置建设。2025年10月1日,BEST主机关键部件杜瓦底座精准落位,这个直径18米、重400吨的“大家伙”,安装水平高差控制在15毫米内,位置偏差不超过2毫米。
BEST采用紧凑型高场技术路线,通过制造更强的磁场,在更小的空间内更有效地约束和压缩等离子体。按计划,BEST将于2027年建成,并演示聚变能发电,为中国聚变能的发展作出前瞻性和开创性贡献。
与此同时,CRAFT设施也在稳步推进。该设施目标是建成国际磁约束聚变领域参数最高、功能最完备的综合性研究平台,为聚变实验堆和工程堆核心部件的研发建设保驾护航。
02 成都,西物院实现“双亿度”突破
当合肥的科学岛聚焦基础研究时,成都的核工业西南物理研究院(西物院)则在工程验证上取得重大突破。2025年3月,“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行,综合参数聚变三乘积实现大幅跃升。
这一突破标志着中国正式进入“聚变燃烧实验”阶段。只有等离子体温度突破亿度,才能注入燃料发生大规模聚变反应,这是迈向商用的“第一道门槛”。
“中国环流三号”的成功得益于多项自主创新。研发团队成功应用多型国际一流的聚变研发核心装备,包括自主研制的高功率微波回旋管和高功率中性束注入加热系统。
2025年10月,成都举办了“世界聚变能源集团”第2次部长级会议暨第30届聚变能国际大会。会上,国际原子能机构(IAEA)聚变技术协作中心正式授牌,这是全球首个聚焦聚变能研究与培训的IAEA协作中心,由西物院牵头,联合全球35个国家的专家与机构深化技术协作。
西物院院长张立波给出了明确的时间表:“2027年,我们期待能开启聚变能燃烧实验,2030年左右具备中国首个工程实验堆的研发设计能力,2035年左右建成中国首个工程实验堆,到2045年左右能建成我国首个商用示范堆。”
03 上海,百亿资本布局商业化未来
作为中国经济中心,上海凭借高端制造能力和资本优势,正在聚变赛道上扮演“终结者”的角色。2025年7月22日,中国聚变能源有限公司在上海挂牌成立,注册资本高达150亿元,由中核集团牵头,多家央国企联合注资。
这家被称为“聚变国家队”的企业,是推进中国聚变工程化、商业化的核心平台。其控股股东中核集团作为我国核能领域主力军,拥有丰富的工程经验和强大的资源整合能力,为聚变商业化提供了坚实支撑。
上海的优势在于将科研与制造无缝衔接。上海电气作为国内核心装备商,已为全球多个聚变项目提供真空室等关键部件;上海超导正在研制世界首个全高温超导托卡马克装置。
近期,业内消息显示,中国聚变能源有限公司将在上海新建聚变实验装置“中国环流四号”(HL-4),核心目标是验证高温超导磁体技术。传统托卡马克装置依赖低温超导材料,需在-269℃液氦环境下运行,而高温超导材料可在-196℃液氮环境下工作,能将聚变堆体积缩小到传统方案的几十分之一。
2025年9月,中国科学院院士张杰在浦江创新论坛上宣布:目标2045年在上海建成并运行中国首个聚变商业电站。这一时间表比国际热核聚变实验堆(ITER)的计划提前十年以上,彰显了中国在聚变竞赛中的信心。
04 三地协同,构建完整聚变创新生态
合肥、成都、上海三地的努力并非孤立,而是构成了中国聚变发展的协同体系。合肥依托“东方超环”打造聚变能源产业集群,吸引上下游企业入驻,形成百亿元级产业规模;四川聚变科创新城则全力建设可控核聚变全球性技术研发高地、产业发展集群、对外交流中心。
在技术路线上,中国采取“主流路线攻坚+小众路线探索”的策略。在主流的磁约束路线上,已形成“EAST—BEST—CFETR”的清晰路径;同时鼓励民营资本探索多元技术路径。
例如,新奥集团选择“氢-硼聚变”路线,2025年4月其“玄龙-50U”装置实现全球首次百万安培氢硼等离子体放电;瀚海聚能专注“直线型场反位形”技术,计划2030年实现分布式电站商用。
截至2025年,中国已形成全球最完整的聚变研发生态。合肥市已集聚近60家聚变能源企业,覆盖超导材料、磁体系统等十大环节。从上游超导线材企业,到中游主机设备制造,再到下游设计运营,全链条产业生态系统已初具规模。
05 全球聚变竞争与中国优势
当中国三城在聚变赛道上协同发力时,全球范围内的“终极能源争夺战”早已白热化。根据国际原子能机构《2025年世界聚变展望》报告,全球近40个国家推进聚变计划,处于运行、在建或规划中的聚变装置超160座,私人投资总额已突破100亿美元。
美国发布了首份聚变能国家战略,德国发布聚变能国家战略并制定聚变能发展路线图,英国提出“到2040年实现核聚变能源生产商业化”的目标。然而,中国在聚变竞赛中具有独特优势。
在投入力度上,中国通过中央、地方政府及国企协同,已为核聚变投入至少65亿美元。国务院国资委已将核聚变纳入“未来产业十大工程”,计划2030年前投入超3000亿元。
在供应链方面,中国也占据主导地位。中国生产全球近80%的钨、67%的钒;控制美国94%的钇供应;全球仅中国与俄罗斯具备锂-6商业化生产能力。
国际原子能机构总干事格罗西表示:“中国在聚变能领域的投入和成就令人印象深刻,正在成为全球聚变能源研究的重要力量。”随着EAST、中国环流三号等装置不断突破,中国正在全球聚变能源领域赢得越来越多的话语权。
从科学验证到工程示范,从实验堆到商业堆,中国用三座城市的协同联动,搭建起全球独一无二的聚变创新矩阵。合肥的EAST和BEST装置验证科学可行性,成都的“中国环流三号”突破工程门槛,上海的百亿资本则为商业化铺平道路。
随着“十五五”规划将聚变能列为前瞻布局领域,中国聚变发展进入新阶段。到2045年,当上海的商业聚变堆开始运行,中国有望成为全球首个实现可控核聚变商业发电的国家。
