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6天前
简介...
各位听众朋友,这里是德邦基金财经列车,聪明的投资者都在这,本期我们探讨的话题是:我国在全球最大“人造太阳”如何实现从“参与者”到“引领者”的跨越
在人类向终极能源探索的征程中,中国以非凡的科技实力与国际合作智慧,在被称为“人造太阳”的国际热核聚变实验堆(ITER)项目中实现了从“参与者”到“引领者”的跨越。2025年,中国在超导磁体、等离子体控制、氢硼聚变等前沿领域取得突破性进展,不仅刷新了全球核聚变技术纪录,更构建了“实验堆—示范堆—商业堆”的完整研发体系,为2050年实现核聚变商业化发电奠定坚实基础。
技术突破:从“实验室参数”到“工程化里程碑”
中国在ITER项目中的技术贡献已超越单纯部件供应,形成系统性创新优势。西部超导研发的铌钛超导线圈占据ITER磁体用量60%,每根导线误差控制在头发丝的1/10,支撑起13特斯拉的强磁场——相当于地球磁场的28万倍,可隔400公里吸起埃菲尔铁塔。海陆重工制造的真空室模块焊接缝总长超50公里,漏气率仅为国际标准的1/3,其电子束焊接技术使焊缝强度达母材98%,订单金额突破18亿元。更关键的是,中国自主研发的“东方超环”(EAST)在2025年1月实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,创下全球最长纪录;新一代托卡马克装置“中国环流三号”(HL-3)首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”运行,标志着我国正式进入燃烧实验阶段。这些成果验证了聚变堆稳态运行的可行性,被国际专家誉为“聚变能源研发进程中的关键一步”。
在氢硼聚变这一新兴路径上,中国同样取得突破。新奥集团研发的“玄龙-50U”球形环装置实现百万安培级氢硼等离子体放电,温度达4000万度,验证了无中子辐射的清洁能源路线可行性。这种燃料(氢与硼-11)来源广泛,反应产物仅为氦,发电效率超90%,被视为“下一代聚变的理想路径”。
战略价值:从“科技自立”到“全球规则制定”
中国在ITER项目中的角色已从“技术贡献者”转变为“规则制定者”。作为承担ITER 18%核心部件研制任务的成员国,中国在磁体馈线系统、校正场线圈等领域提出中国方案,被ITER组织称为“生命线”。例如,中科院合肥物质院研制的磁体馈线系统,确保了超导磁体能量传输与冷却效率,其技术标准被纳入ITER工程规范。在人才培养方面,项目培养了大批核聚变领域的高端人才,形成了产学研用协同创新的生态体系,为我国自主聚变堆(如中国聚变工程实验堆CFETR)的建设储备了关键力量。
国际合作层面,中国与全球50多个国家的超140家核聚变科研机构建立合作伙伴关系,推动成立国际原子能机构首个“聚变能研究与培训协作中心”。在2025年世界聚变能源集团部长级会议上,中国提出“实验堆—示范堆—商用堆”三阶段发展规划,获得国际社会广泛认同。这种“技术输出+标准引领”的模式,显著提升了中国在高科技领域的国际话语权。
工程实践:从“部件制造”到“系统集成”
中国在ITER项目中的工程实践能力已达到世界领先水平。中核集团牵头中法联合体成功实施ITER主机安装标段一(TAC-1)合同,完成杜瓦底座、冷屏、磁体系统等核心设备安装,其中杜瓦底座吊装精度达2.7毫米,被ITER组织誉为“黄金里程碑”。在朗缪尔探针系统研发中,西物院联合厦门钨业完成5000次10MW/m²热冲击测试,突破聚变堆用探针热负荷承受纪录,成为ITER偏滤器热负荷监测的关键部件。
更深远的影响在于产业链的自主可控。中国已形成从超导材料(如上海超导二代高温超导带材)、真空室制造(如合锻智能微米级精度加工)到氦气压缩(如雪人股份零下271℃冷却系统)的完整产业链。永鼎股份量产的二代高温超导带材成本比美国低60%,直接斩获ITER 10年供货合同;西部超导的铌锡超导线材实现量产,打破欧美垄断。
挑战与前景:从“科学突破”到“商业落地”
尽管取得显著进展,核聚变商业化仍面临“能量增益小于1”、材料耐高温辐射、氚自持等难题。ITER的目标是实现“Q值≥10”,但商业化需Q值≥20才能具备经济性。中国已启动“中国聚变能”计划,通过CFETR衔接ITER与商用堆,计划2027年开展燃烧等离子体实验,2045年实现并网发电。民营企业如能量奇点、新奥集团也在探索小型化、商业化聚变路径,形成“国家队+民企”的协同创新格局。
在全求竞争格局中,美国私营企业如Commonwealth Fusion Systems聚焦高温超导技术,计划2026年验证Q>1;Helion Energy采用场反位形(FRC)技术,2023年与微软签下全球首个聚变供电协议,承诺2028年建成50兆瓦电厂。中国通过“双线作战”——向ITER输送核心部件与自主建设CFETR,既保障了技术积累,又规避了国际标准不统一的风险。
对国内发展的深远影响:从“能源安全”到“产业升级”
核聚变能源的成功将从根本上提升我国能源安全,减少对进口化石能源的依赖。据预测,2050年全球聚变发电占比若达20%,可减少约100亿吨二氧化碳年排放量,直接助力“双碳”目标实现。在产业升级方面,超导材料、精密制造、人工智能(如等离子体控制算法)等高端产业将迎来爆发式增长。例如,西部超导的超导材料毛利率提升至48.7%,永鼎股份超导业务营收同比增长82%,显示出技术红利的释放。
更深远的是,核聚变技术将重构能源消费场景。模块化聚变电站可应用于偏远地区、海岛供电,甚至太空探索。例如,紧凑型聚变堆可作为月球/火星基地的能源核心,使载人火星任务周期从2年缩短至3个月。在民用领域,聚变能将推动AI算力、深海采矿、硼中子俘获治疗等耗能密集型产业的革新,形成万亿级新经济生态。
中国在“人造太阳”项目中的进展,既是科技自立自强的硬核体现,更是对人类未来能源解决方案的重要贡献。这一成就需置于全球科技合作、能源转型、碳中和目标的大背景下审视。当中国的EAST装置首次实现“亿度千秒”稳态运行时,当“中国环流三号”实现“双亿度”燃烧时,人类离“人造太阳”照耀现实的梦想已越来越近。未来,中国需持续加大研发投入,深化国际合作,推动聚变技术从实验室走向商用,最终实现“终极能源”的愿景。这不仅是科技自立自强的必由之路,更是构建人类命运共同体的生动实践。正如核工业西南物理研究院专家所言:“用核聚变能产生的第一度电去点亮一盏灯,那将是最激动的时刻。”
注:
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在人类向终极能源探索的征程中,中国以非凡的科技实力与国际合作智慧,在被称为“人造太阳”的国际热核聚变实验堆(ITER)项目中实现了从“参与者”到“引领者”的跨越。2025年,中国在超导磁体、等离子体控制、氢硼聚变等前沿领域取得突破性进展,不仅刷新了全球核聚变技术纪录,更构建了“实验堆—示范堆—商业堆”的完整研发体系,为2050年实现核聚变商业化发电奠定坚实基础。
技术突破:从“实验室参数”到“工程化里程碑”
中国在ITER项目中的技术贡献已超越单纯部件供应,形成系统性创新优势。西部超导研发的铌钛超导线圈占据ITER磁体用量60%,每根导线误差控制在头发丝的1/10,支撑起13特斯拉的强磁场——相当于地球磁场的28万倍,可隔400公里吸起埃菲尔铁塔。海陆重工制造的真空室模块焊接缝总长超50公里,漏气率仅为国际标准的1/3,其电子束焊接技术使焊缝强度达母材98%,订单金额突破18亿元。更关键的是,中国自主研发的“东方超环”(EAST)在2025年1月实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,创下全球最长纪录;新一代托卡马克装置“中国环流三号”(HL-3)首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”运行,标志着我国正式进入燃烧实验阶段。这些成果验证了聚变堆稳态运行的可行性,被国际专家誉为“聚变能源研发进程中的关键一步”。
在氢硼聚变这一新兴路径上,中国同样取得突破。新奥集团研发的“玄龙-50U”球形环装置实现百万安培级氢硼等离子体放电,温度达4000万度,验证了无中子辐射的清洁能源路线可行性。这种燃料(氢与硼-11)来源广泛,反应产物仅为氦,发电效率超90%,被视为“下一代聚变的理想路径”。
战略价值:从“科技自立”到“全球规则制定”
中国在ITER项目中的角色已从“技术贡献者”转变为“规则制定者”。作为承担ITER 18%核心部件研制任务的成员国,中国在磁体馈线系统、校正场线圈等领域提出中国方案,被ITER组织称为“生命线”。例如,中科院合肥物质院研制的磁体馈线系统,确保了超导磁体能量传输与冷却效率,其技术标准被纳入ITER工程规范。在人才培养方面,项目培养了大批核聚变领域的高端人才,形成了产学研用协同创新的生态体系,为我国自主聚变堆(如中国聚变工程实验堆CFETR)的建设储备了关键力量。
国际合作层面,中国与全球50多个国家的超140家核聚变科研机构建立合作伙伴关系,推动成立国际原子能机构首个“聚变能研究与培训协作中心”。在2025年世界聚变能源集团部长级会议上,中国提出“实验堆—示范堆—商用堆”三阶段发展规划,获得国际社会广泛认同。这种“技术输出+标准引领”的模式,显著提升了中国在高科技领域的国际话语权。
工程实践:从“部件制造”到“系统集成”
中国在ITER项目中的工程实践能力已达到世界领先水平。中核集团牵头中法联合体成功实施ITER主机安装标段一(TAC-1)合同,完成杜瓦底座、冷屏、磁体系统等核心设备安装,其中杜瓦底座吊装精度达2.7毫米,被ITER组织誉为“黄金里程碑”。在朗缪尔探针系统研发中,西物院联合厦门钨业完成5000次10MW/m²热冲击测试,突破聚变堆用探针热负荷承受纪录,成为ITER偏滤器热负荷监测的关键部件。
更深远的影响在于产业链的自主可控。中国已形成从超导材料(如上海超导二代高温超导带材)、真空室制造(如合锻智能微米级精度加工)到氦气压缩(如雪人股份零下271℃冷却系统)的完整产业链。永鼎股份量产的二代高温超导带材成本比美国低60%,直接斩获ITER 10年供货合同;西部超导的铌锡超导线材实现量产,打破欧美垄断。
挑战与前景:从“科学突破”到“商业落地”
尽管取得显著进展,核聚变商业化仍面临“能量增益小于1”、材料耐高温辐射、氚自持等难题。ITER的目标是实现“Q值≥10”,但商业化需Q值≥20才能具备经济性。中国已启动“中国聚变能”计划,通过CFETR衔接ITER与商用堆,计划2027年开展燃烧等离子体实验,2045年实现并网发电。民营企业如能量奇点、新奥集团也在探索小型化、商业化聚变路径,形成“国家队+民企”的协同创新格局。
在全求竞争格局中,美国私营企业如Commonwealth Fusion Systems聚焦高温超导技术,计划2026年验证Q>1;Helion Energy采用场反位形(FRC)技术,2023年与微软签下全球首个聚变供电协议,承诺2028年建成50兆瓦电厂。中国通过“双线作战”——向ITER输送核心部件与自主建设CFETR,既保障了技术积累,又规避了国际标准不统一的风险。
对国内发展的深远影响:从“能源安全”到“产业升级”
核聚变能源的成功将从根本上提升我国能源安全,减少对进口化石能源的依赖。据预测,2050年全球聚变发电占比若达20%,可减少约100亿吨二氧化碳年排放量,直接助力“双碳”目标实现。在产业升级方面,超导材料、精密制造、人工智能(如等离子体控制算法)等高端产业将迎来爆发式增长。例如,西部超导的超导材料毛利率提升至48.7%,永鼎股份超导业务营收同比增长82%,显示出技术红利的释放。
更深远的是,核聚变技术将重构能源消费场景。模块化聚变电站可应用于偏远地区、海岛供电,甚至太空探索。例如,紧凑型聚变堆可作为月球/火星基地的能源核心,使载人火星任务周期从2年缩短至3个月。在民用领域,聚变能将推动AI算力、深海采矿、硼中子俘获治疗等耗能密集型产业的革新,形成万亿级新经济生态。
中国在“人造太阳”项目中的进展,既是科技自立自强的硬核体现,更是对人类未来能源解决方案的重要贡献。这一成就需置于全球科技合作、能源转型、碳中和目标的大背景下审视。当中国的EAST装置首次实现“亿度千秒”稳态运行时,当“中国环流三号”实现“双亿度”燃烧时,人类离“人造太阳”照耀现实的梦想已越来越近。未来,中国需持续加大研发投入,深化国际合作,推动聚变技术从实验室走向商用,最终实现“终极能源”的愿景。这不仅是科技自立自强的必由之路,更是构建人类命运共同体的生动实践。正如核工业西南物理研究院专家所言:“用核聚变能产生的第一度电去点亮一盏灯,那将是最激动的时刻。”
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