張 軍 復旦大學文科資深教授，復旦大學經濟學院院長，發展研究院副院長、中國經濟研究中心主任

石 爍 復旦大學發展研究院博士后，復旦平安宏觀經濟研究中心特聘研究員

湯維祺 復旦大學發展研究院、上海能源與碳中和戰略研究院青年副研究員

美東時間2022年12月13日，美國能源部宣布核聚變點火“成功”。換言之，核聚變反應產生的能量首次超過聚變點火輸入能量，實現能量凈增益。美國能源部將這次點火“成功”視為通向聚變商業發電的里程碑式技術突破。美國核聚變點火“成功”極大地鼓舞了美國科創資本積極布局能源關鍵技術鏈、產業鏈、價值鏈，這對中國能源產業具有重要的戰略啟示。

我們建議，中國應著手規劃一個國家級的能源強國發展戰略。能源強國戰略應納入核聚變產業化議題，更要特別關注國家能源總體安全，鼓勵科研技術漸進式和顛覆式并重的包容式進步，推進能源-資本-所有制的平衡穩定發展。為此，中國應立足“3060”雙碳目標，構建多能互補的能源發展格局。立足安全穩妥，推進核電發展。立足社會主義市場經濟體制，發揮國有資本的主體作用和社會資本的創新潛力。

當地時間2022年12月5日，美國加州，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)國家點火設施的目標室，192束激光束向一個微小的燃料球傳遞了超過200萬焦耳的紫外線能量，以產生聚變點火。視覺中國 圖

不充分的成功

中國應注意美國推動核聚變點火實驗的重要目的是促進核聚變產業的市場化，鼓勵科創資本積極投資核聚變市場。不過，雖然美國能源部高調宣布這次核聚變點火實驗是一次“里程碑式技術突破”，但無論從技術上還是商業價值上，將這次點火包裝為“成功”實屬勉強。另外，這次點火利用了美國研究核武器的國家實驗室設備，由此增加了國際社會對美國規避《全面禁止核試驗條約》并進行氫彈物理核試驗的擔憂。再者，美國在核聚變裝備制造方面仍然面臨工程技術制約以及中國自身快速科技進步的挑戰，這讓點火“成功”是否會提升美國對華的科技優勢也呈現疑問。

從這些方面看，這次點火是不充分的“成功”。不僅如此，這樣的“成功”甚至還要加上問號。具體講，點火“成功”至少存在至少引發了三重質疑，包括技術成本質疑、核道德質疑、對華優勢質疑。

1. 虧本的點火技術

點火“成功”是否意味著這項技術實現了商業盈利呢?遠遠不是。實際上，這項實驗室技術能否成功轉化為商業用途仍然存在巨大疑問。

支撐點火“成功”的關鍵證據是能量凈增益，即核聚變反應產生的能量超過了聚變點火輸入能量。在這次實驗中，美國科研團隊利用脈沖激光向實驗氘氚靶丸輸入了2.05兆焦耳的能量，產生了3.15兆焦耳的聚變能量，能量增益達到1.5倍。看樣子，能量凈增益確實實現了。但是，這個能量凈增益只考慮了輸入能量，沒有考慮產生這些輸入能量所需要的能量總消耗。實際上，為了產生輸入所用的脈沖激光，點火裝置共需要消耗超過300兆焦耳的能量，結果才換取得了3.15焦耳的聚變能量。結算下來，總和能量轉換比率還不足百分之一。

另外，單次點火的經濟成本仍然極為高昂。目前，僅一次點火就需要花費10萬美元以上。問題是，根據美國能源部的評估，維持商業發電能力至少需要每秒點火10次。按目前的成本，這樣的核聚變電廠在點火這一項每秒就至少花費100萬美元，這還沒有考慮其他運營成本支出。所以從運營總和成本角度講，點火技術仍會導致巨額虧損。

即使美國能夠承受如此高昂的點火成本，點火的工程效率也無法滿足商業化要求。僅僅為實現一次點火，美國科研團隊需要數百小時建設、調試并運行點火裝置。點火后，還需要花費更長時間分析數據，總結工程經驗。這樣的工程效率雖然體現了美國研究團隊扎實嚴謹的科研作風，但還是達不到保持每秒至少10次點火的工程效率要求，也就無法支撐民用電廠規模的可持續發電能力。

那么，如此高昂的經濟成本和扎實嚴謹的工程效率是否能讓點火裝置產生出民用電廠規模的巨大能量呢?答案也是否定的。實際上，占地3個標準足球場大小的點火裝置在本次“成功的”實驗中只產生了3.15兆焦耳能量，不到0.9度電，僅夠一個60瓦燈泡點亮不到15小時。這樣捉襟見肘的發電量當然難以達到民用電廠規模的發電能級。

當地時間2022年12月5日，美國加州，為了產生聚變點火，國家點火設施的激光能量在空腔內轉換成x射線，然后壓縮燃料膠囊，直到它內爆，產生高溫高壓等離子體。視覺中國 圖

2. 試探核道德邊界

面對點火技術低效率的質疑，一些研究指出，點火實驗使用的是20世紀80年代至90年代的激光工程裝置。一旦使用現代激光裝置，聚變能量轉換效率就會大幅度提高。這樣的借口很容易讓公眾偏信美國核聚變實驗采用“激光點火”的技術路線純粹是出于工程技術的考慮。但是，美國其實很難撇清“激光點火”與核試驗的關系，這會產生嚴重的核道德質疑。

為什么“激光點火”會引發核道德質疑?這就與“激光點火”的技術起源有關。要知道，“激光點火”更為嚴謹的名稱應為慣性約束聚變。通俗地講，這樣復雜的慣性約束聚變本質上類似于汽車發動機氣缸的點火。換言之，實現“激光點火”需要一套“發動機氣缸”作為實驗裝置。在這次實驗中，科研團隊使用的是“國家點火裝置”，而這套“發動機氣缸”來自美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室。

問題首先出在這家實驗室的背景。1952年正值冷戰高峰，美國為應對來自蘇聯的核威脅決定成立利弗莫爾實驗室。從此，該實驗室就致力于研發先進核武器科技。當然，利弗莫爾實驗室也推進了核技術的民用化轉型，并在核技術研發過程中不斷產生重大衍生技術。但是，這些民用技術的開發過程會產生新的資金、應用場景、合作伙伴等資源，從而反過來用于利弗莫爾實驗室對核武器技術的研發。“激光點火”技術和國家點火裝置也概莫能外地成為該實驗室服務美國核威懾戰略的重點項目。

另一個更值得關注的問題是，“激光點火”技術的出現與氫彈技術密切相關。20世紀50年代美國在氫彈實驗取得成功后，就著力探索將氫彈技術轉化為能源技術，也就是將氫彈核聚變反應產生的巨大能量用來發電。與氫彈不同的是，“激光點火”所用的聚變材料極少。所謂聚變材料就是核聚變發生的載體。“激光點火”本質上仍然可以看成是某種規模極小的氫彈物理試驗，這就與美國所宣傳的能源技術研究產生了矛盾。

雖然“激光點火”并沒有達到氫彈爆炸威力的能級，但是“激光點火”卻折射出了美國堅持研究氫彈物理試驗以此保持核武威懾的戰略動機。美國通過“激光點火”試探核道德邊界的行為值得國際社會的高度警惕。

3. 難以形成對華技術絕對優勢

除了應對能源問題和保持核武威懾，美國推動核聚變點火技術另一個目的是保持對華技術優勢。20世紀90年代以來，中國在核聚變領域不斷追趕國際一流水平。根據規劃，中國以現有中、大型托卡馬克裝置為依托，瞄準國際核聚變前沿課題研究，在磁約束聚變領域已建立了近期、中期和遠期技術目標。最終到2060年前，中國或將發展聚變電站，探索聚變商用電站的工程、安全、經濟性。

可以說，在核聚變領域，中國和美國形成了旗鼓相當的格局，這讓美國既深受震撼也深感威脅。為加快美國核聚變科技和產業發展速度，美國國會近年來不斷提高對美國能源部的預算撥款，并著重強化核聚變科研資金投入。

但是，在核聚變領域奪取對華技術絕對優勢只能是美國一廂情愿的幻想。美國大可以不斷加大對核聚變科研和產業化的投入，但是美國沒有能力阻止中國核聚變的自主進步，更無法阻止中國形成核聚變供應鏈的國產化體系。

美國政局博弈核聚變政策

細心一些就會發現，美國能源部這場關于“激光點火”技術的新聞發布會有著很高的政治規格。發布會上，能源部部長格蘭霍姆親自宣布點火成功。不僅如此，能源部在發布會現場還請來了民主黨在美國參眾兩院的6位重量級議員，包括參議院軍事委員會主席以及眾議院負責情報、撥款、能源科研等事務的專業委員會主席。這些參眾議員的參加讓發布會更像一場民主黨的政治表演秀，而不僅僅是一場關于科技進步的媒體發布會。

1. 精心策劃的政治獻禮

其實，核聚變一直是民主黨和拜登政府的政治籌碼。2021年，拜登政府剛上臺就一改特朗普政府的核聚變政策，強調聯邦政府的作用不僅要體現在核聚變的基礎科研階段，更要參與核聚變的產業化建設。拜登政府在2022年簽署了“通貨膨脹減少法案”，在國會預算案的基礎上又追加了數百億美元的經費和補貼來支持核聚變研發和產業化。

在這樣的背景下，美國能源部就成為拜登政府核聚變戰略政策的具體執行機構。問題是，投入如此巨大的核聚變政策是否能夠令美國國會滿意?美國能源部必須給出回應。

國會的態度如何呢?當然，民主黨國會議員多數支持拜登政府的核聚變政策。但是，共和黨議員并不會輕易接受。讓局面更為復雜的是，2022年11月開始，美國中期選舉如火如荼地進行。結果是，民主黨失去了9個國會席位，而共和黨一舉成為國會多數派，從而掌握了審批拜登政府預算案的權力。因此，共和黨主導的國會是否會批準拜登政府在2023財年加大核聚變科研和產業化資金投入的預算案，這也成為美國能源部必須應對的棘手問題。

點火“成功”恰好成為美國能源部呈交給國會的靚麗答卷。雖然點火“成功”的那次實驗發生在12月5日，但能源部并沒有立刻發布消息。這一方面是出于謹慎的考慮，科研人員需要時間來分析數據以確認實驗結果的穩健性。另一方面，能源部需要找到恰當的發布時機，既要讓發布會成為國會審核預算法案之前精彩的政治獻禮，又要給民主黨充足的時間去調和共和黨的意見，勾兌政治利益。

為此，能源部等到12月11日才放出消息，并選在13日正式宣布點火“成功”。可見，點火“成功”不僅是科技進步事件，同時在美國能源部的精心策劃下，更成為拜登政府說服國會增加核聚變預算的關鍵政績。但問題仍然存在，共和黨其實并不誠心支持民主黨政府的核聚變政策。在核聚變問題上，兩黨的分歧無法輕易消弭。

2. 兩黨角力核聚變政策

雖然美國國會批準了巨額的核聚變預算，但民主黨和共和黨對核聚變政策仍然存在顯著分歧。爭議的焦點問題是，美國聯邦政府和市場各自應當在核聚變發展中發揮怎樣的作用。理論上講，政府和市場應當合作，政府承擔科研成本，企業利用來自政府科研項目的技術來促進核聚變技術的產業化、商業化并實現盈利。但是，民主黨和共和黨對聯邦政府的參與程度卻又有不同認識。

特朗普政府的核聚變政策反映了共和黨的立場，也就是說，聯邦政府應當聚焦核聚變的早期基礎科研。原因在于，基礎科研成本高、風險大并且無利可圖，這讓企業難以承擔研發工作。另外，特朗普政府還認為技術產業化和商業化應當由企業完成，這樣才能激勵企業家精神、強化市場競爭、激發產業活力。

與特朗普政府正好相反，拜登上臺以來強調聯邦政府應積極參與在核聚變的科研、技術開發和市場化。并且，民主黨還強調，政府要全過程參與，不僅要扶持研發項目和產業項目的啟動階段，還要管理項目的中期運行階段，更要在后期的產業化和商業化階段發揮保駕護航的作用。

但更嚴峻的問題是，美國政府迄今為止的巨額投入仍然遠不足以推動核聚變的產業化和市場化，讓美國的核聚變試驗發電廠項目捉襟見肘。目前國會批準的預算也遠未達到業界期待的這個目標。即便政府預算全部到位，實現核聚變產業化并啟動美國能源部設想的試驗發電廠還需要更多資金投入。

可見，拜登政府推動的政府資金驅動型核聚變科技產業發展政策始終難以得到共和黨的支持。未來4年，共和黨主導的國會是否還會繼續追加對核聚變科技產業的預算投入仍然不可預料。矛盾重重的兩黨角力終究難以為美國核聚變科技產業提供穩定的政策基礎。

3. 核聚變產業化隱藏信任危機

政治博弈不僅體現在美國核聚變政策的決策階段，還體現在產業化階段。目前，美國核聚變產業化的主要模式是“政府與社會資本合作”，即PPP模式。在PPP模式中，民營企業和政府成立合作項目，以此集中研發資源，減少重復浪費，共享研發成果。但是，在PPP模式中，政府和民企各自掌握的信息并不對稱。企業可能會在研發和財務上作假以騙取政府的補貼和研發經費，這會產生嚴重的道德風險隱患，進而導致信任危機。

美國新能源產業并不是凈土，企業欺詐、信息誘導、利益集團阻撓的事件層出不窮。因此，美國核聚變產業化過程也就難逃政府與企業的信任危機。深層原因在于在民主黨中期選舉失利后，拜登政府迫切需要在核聚變產業中制造明星企業作為政績，維系執政威信。另外，無論拜登是否在2024年謀求連任，民主黨都需要通過新能源產業來謀取競選資金，并以此向那些關心氣候問題、支持綠色經濟的選民作出政治承諾以保住基本票倉。所以，核聚變產業將始終作為拜登政府和民主黨的關鍵政治工具，發揮政治作用。但是，拜登和民主黨卻也始終解決不了政府與企業的信息不對稱問題。那么，信任危機持續發酵就將讓美國核聚變產業面臨巨大的不確定性。

以上分析充分表明，點火“成功”對美國的政治意義遠大于技術意義和商業意義。目前來看，美國的核聚變點火技術完全不足以支撐民用發電規模的商業化應用。另外，美國頻繁進行激光點火實驗也難逃核武器試驗的嫌疑，應受到國際社會的高度警惕。并且，在核聚變領域，美國更不具備保持對華優勢的絕對實力。

即便如此，美國政府仍然面向參眾兩院高調宣傳點火“成功”，說明拜登政府的主要目的是將點火“成功”作為說服國會加大財政撥款的政績。但是，共和黨和民主黨對核聚變政策仍存在重大分歧。共和黨認為聯邦政府應僅支持前期基礎研究，但民主黨則認為聯邦政府在從科研到產業化的各階段提供有力支持。兩黨分歧讓美國對核聚變支持的政策重心始終搖擺不定。再加上，美國國會批準的財政資金還遠遠達不到業界對核聚變商業化設想的投資目標。更嚴重的是，在新能源產業化過程中，美國始終面臨政府和企業的信息不對稱問題，這會導致企業通過作假來騙取政府支持。綜合來看，美國的核聚變產業化不僅面臨一系列關鍵技術瓶頸，更面臨潛在的重大信任危機，因此短期內很難成功。

中國核聚變產業化三大迫切問題

美國核聚變產業化面臨的深層問題值得中國深思。1983年，國務院科技領導小組主持召開專家論證會，提出了中國核能發展“三步走(壓水堆—快堆—聚變堆)”的戰略，以及“堅持核燃料閉式循環”的方針。總體看，中國目前仍處于“三步走”戰略的第一階段，未來一段時期內核電建設仍將以壓水堆為主。中國的快堆研究工作取得了很大進展，示范快堆工程有望2023年建成投產。客觀地講，雖然中國在核聚變領域不斷取得技術突破，但中國的聚變堆也處于研究初期，離商用發電還有很長一段距離。

隨著“三步走”長期戰略的推進，中國目前在核聚變產業化面臨三大迫切問題。第一，應警惕美國點火“成功”對全球資本和國內社會資本產生的煽動作用。當前，全球和中國都面臨經濟增長動力不足的困境，導致業界缺乏具有商業價值的投資主題概念和商業模式敘事。此時，核聚變點火“成功”對投資界無疑提供了某種興奮點，可能會讓社會資本產生以核聚變發電為主題的投資敘事主題。實際上，全球資本早已開始布局核聚變發電投資賽道，國內社會資本對核聚變發展的投資興趣更是與日俱增。當然，社會資本的有序發展會有助于中國核聚變產業化。但是，如果中國不加強對核聚變產業投資的引導，那么社會資本無序擴張也會形成重大投資風險，最終拖累中國核聚變產業化發展。

第二，應看到技術進步不斷降低民營企業進入核聚變領域門檻的客觀趨勢。首先，超級計算機近年來不斷涌現重大技術進步，算力猛增的同時讓大規模計算的使用成本大幅下降，這有助于推動核聚變反應堆小型化發展。另外，3D打印等快速成型技術使得民營企業有能力制造緊湊型的聚變反應堆，也加快了設計迭代的速度。再加上，美國和英國的政府與社會資本合作項目讓企業更便利地獲取政府核聚變科研項目的最新成果，極大減少了企業的研發風險，也加快了企業落地核聚變反應堆的進度。更要認識到，技術一方面具有漸進迭代的特征，但另一方面也存在突破式、跨越式、顛覆式進步的特征。這兩種技術發展特征都會成為推動核聚變產業化的客觀動力。

第三，應注意中國核聚變產業化過程中的三種不平衡隱患。首先，快堆和聚變堆在產業化和商業化上的進步速度不平衡。當前，更多社會資本更加關注核聚變商用發電的巨大商業潛力，使聚變堆比快堆獲得了更高效的商業發展模式。同時，聚變堆小型化后可以適應不同于快堆的民用能源需求，這也讓聚變堆商業化具有競爭力。這意味著，快堆和聚變堆可能不會是兩個分離的階段，而是一個同時并行發展的過程。如果沒有一個綜合協調的能源產業發展規劃，聚變堆“扎堆過剩”的發展不但會導致投資浪費，更會擠出快堆的發展資源，從而影響中國能源結構的安全。

另外，國內創業公司和上市公司在核聚變產業鏈上的起點不平衡。目前，已有多家A股上市公司涉足核聚變業務。但是，這些公司并不以核聚變為主營業務，核聚變業務對公司利潤增長的貢獻非常小。并且，這些公司的核聚變業務尚未形成一個完整的國內產業鏈，而是聚焦國際熱核聚變實驗堆ITER、中國聚變反應堆CFETR等科研項目的部分環節，仍需要科研項目管理層面的協調，還要與發達國家的產業鏈進行合作。與之相比，國內的核聚變創業公司和風險投資項目更多關注產業鏈的全過程研發和發電廠工程項目的整體落地方案。在未來的國內核聚變產業中，可能會看到一種奇怪的場景：創業公司享受產業研發和管理的高附加值收益，而在位上市公司只能分得低附加值的制造和服務環節利潤。價值鏈地位的差異又會造成創業公司迅速崛起成為新興上市公司，而在位上市公司面臨利潤增長乏力的困境。雖然這是市場競爭的結果，但是這種產業鏈起點不平衡可能會嚴重沖擊中國資本市場的格局和秩序，從而影響中國資本市場的穩定。

更值得注意的是，社會資本和國有資本對核聚變產業融資的敘事能力不平衡。目前，只有個別國有核電企業啟動了核聚變(人造太陽)商用發電項目。例如，中國核工業集團有限公司下屬研究院已開始組織研究，中國核電工程有限公司也開始進行工程技術研發和項目布局。

這類國有核電企業往往具有中國核武軍工背景，長期從事保密等級極高的核工業科研和建設，使得這些國有核電資本天然地排斥資本市場流行的包裝技巧和敘事邏輯。與之相比，進入核聚變領域的社會資本雖然在投資總量和技術水平上不及國有資本，但是在融資項目包裝和敘事上卻更貼近資本市場興趣。這種融資敘事能力的不平衡會導致國有資本的市場融資效率可能落后于社會資本，從而影響核聚變產業中的公有制經濟地位。

因此，美國的外源性沖擊、技術的顛覆式進步、發展的不平衡隱患很可能會影響中國核聚變產業化的穩定發展。因此，中國迫切需要設計一個綜合、協調、可持續的能源發展戰略，積極穩妥地推進核聚變產業化。這樣的戰略應保證國內核聚變產業鏈具備應對外部沖擊的穩健性，兼顧技術漸進式和顛覆式進步的包容性，協調能源結構、資本結構、所有制結構的平衡性。

謀篇布局能源強國發展戰略

我們建議，中國應著手設計一個國家級的能源強國發展戰略。2021年中央經濟工作會議就已提出“要深入推動能源革命，加快建設能源強國”。為落實中央的精神，我們認為能源強國戰略應納入核聚變產業化議題。更重要的是，能源強國戰略應特別關注國家能源總體安全，鼓勵科研技術漸進式和顛覆式并重的包容式進步，推進能源-資本-所有制的平衡穩定發展。能源強國戰略必將涉及諸多跨學科、跨行業、跨層級、跨部門的重大問題，就此詳細分析顯然已超出了本文的范疇。不過，為了提綱挈領地啟動能源強國戰略的設計工作，我們提出“三個立足”的簡明思路。

第一，立足“3060”雙碳目標，構建多能互補的能源發展格局。中國“富煤、缺油、少氣”的能源資源稟賦和能源結構向綠色低碳轉型的艱巨任務決定了需要由目前以煤炭為主過渡到化石能源與可再生能源多元發展的階段，并探索可再生能源為主的戰略。但是，可再生能源發展仍面臨供給不穩定，裝備產業鏈“卡脖子”，電力市場不成熟等問題的制約。突破這些問題仍需要化石能源提供穩定、可靠、成熟的能源基礎保障。因此，多能互補的能源發展格局必然是中國基于客觀情況的穩健選擇。

第二，立足安全穩妥與協同創新，推進核電發展。應保障中國核電全產業鏈穩定可靠，特別是核原料儲備、成套項目建設、技術迭代要自主可控。同時，積極布局建設三代熱中子電站，支持能源基部負荷系統的核電技術開發，提升固有安全能力，穩步推進可控核聚變技術，特別重視快堆和聚變堆的協同創新與開發。

第三，立足社會主義市場經濟體制，發揮國有資本的主體作用和社會資本的創新潛力。推動能源領域市場準入規則、交易機制、管理機制的優化和改革，提高市場的資源配置能力，充分激發能源市場活力。發揮國有資本在能源轉型中的主體作用，也要加強對國有企業的能源科創投入與產品轉化進行考核與激勵。鼓勵新能源產業和核聚變技術研發的市場化發展，也要加強對社會資本的監督管理。

注：本研究得到復旦大學人文社會學科傳世之作學術精品研究項目“構建經濟發展的國家理論”(XM04221238)、復旦大學發展研究院2023年度“國家發展動力”項目、上海市“超級博士后”激勵計劃的支持。

全文在發表時經過重新整理。作者感謝審稿專家和責任編輯的建議。當然，文責自負。本研究僅代表作者個人觀點，不代表所屬機構和澎湃的立場，不構成投資建議。