近期，傳統油氣公司加速布局可控核聚變領域，引發了廣泛關注。殼牌、雪佛龍、埃尼等行業巨頭都已開展戰略投資，特別是中國石油通過增資參股聚變新能公司和中國聚變公司，加強在可控核聚變領域的雙線布局，通過培育“第三增長曲線”推動新質生產力發展，支撐未來利用豐富的氘資源實現近于無限的能源供給。這不僅反映了能源行業轉型的迫切需求，也凸顯了核聚變技術在未來能源結構中的重要潛力。那么，全球核聚變研發的現狀與進展怎樣?商業化還有多遠?

1. 全球研發呈現四大突破性特征

蒸汽時代以來，人類從未停止對更高效、更清潔能源的探索。可控核聚變，被譽為能源領域的“終極解決方案”。它模擬太陽的能量產生機制，通過輕原子核聚變反應釋放巨大能量。

可控核聚變研究可分為6個階段——原理探索、規模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆及商用堆。當前，可控核聚變研究正處于從科學研究向工程實踐轉化的關鍵轉折點，呈現出四個顯著特征。

裝置建設加速，技術突破頻傳。根據國際原子能機構近期發布的《2025年世界聚變展望報告》，全球近40個國家推進聚變計劃，處于運行、在建、及規劃的聚變裝置分別達101座、18座、53座，合計172座，較2024年增加13座。美國國家點火裝置(NIF)復現多次能量增益實驗，今年4月成功開展第8次聚變點火實驗并產生8.6兆焦耳的能量，首次實現能量增益Q大于4。我國“東方超環”(EAST)于今年1月實現了上億攝氏度高溫下高約束模等離子體運行1066秒，創造高約束模運行新紀錄。“中國環流三號”于今年3月首次實現原子核溫度、電子溫度的“雙億度”紀錄，標志著研究正式進入燃燒實驗階段，向工程化應用邁出重要一步，并于今年6月實現百萬安培億度H模，創下我國聚變裝置運行新紀錄。

多國戰略密集出臺，頂層設計完善。美英德日等國家均出臺了國家級聚變能戰略，美國發布《2024年聚變能戰略》與《聚變科學技術路線圖》，計劃2030年代中期將商業化規模的聚變電力接入電網;日本提出力爭30年代實現商業化發電;英國計劃2040年前實現聚變發電;德國計劃2040年前建成聚變示范電站;我國將聚變堆作為核能發展“三步走”戰略的重要組成，國務院國資委啟動實施未來產業啟航行動，明確可控核聚變領域為未來能源的惟一方向，今年9月審議通過的《原子能法》提出“國家鼓勵和支持受控熱核聚變的科學研究和技術開發”。

民間資本涌入，私營公司崛起。2025年，聚變領域私有資本投資占比達33%，累計總額超100億美元。美國CFS公司開建世界首座商用核聚變發電廠，中國星環聚能、能量奇點等創新企業快速成長。

跨界融合成為新常態。殼牌、雪佛龍等油氣巨頭積極投資核聚變初創企業，微軟、谷歌等科技公司也紛紛布局。2023年12月，由中核集團牽頭的可控核聚變創新聯合體成立，成員超40家，覆蓋從基礎研究、裝置建造到產業應用的完整鏈條，實現了全產業鏈貫通。

2. 商業化仍面臨重大挑戰

目前，核聚變面向產業需求的長遠發展規劃、關鍵技術環節的實驗支撐平臺、相關技術成果的廣泛應用轉化、全面精準的扶持政策和保障機制等仍不健全，可控核聚變商業化面臨技術、材料、工程層面的諸多挑戰，從科學層面可行到工程和商業層面落地任重道遠。

一是燃燒等離子體穩態自持運行方面的挑戰。目前，對燃燒等離子體科學認知仍比較欠缺，對高聚變增益穩態自持燃燒等離子體研究仍停留在理論階段，上億度氘氚燃料等離子體穩態自持燃燒的運行與控制技術仍需研究。

二是耐高能中子轟擊及高熱負荷材料的挑戰。聚變堆部件的運行環境極為苛刻，在等離子體周邊的材料要承受中子輻照、粒子轟擊、熱流等組成的復雜載荷，目前所能進行的試驗能量強度為1~3兆電子伏(MeV)，較所需強度仍有較大差距。

三是氚增殖與自持循環的挑戰。單座1吉瓦聚變電站每年耗氚可達數十千克甚至上百千克，聚變堆要實現商業應用，必須實現氚自持，即利用聚變放出的高能中子與鋰-6反應在堆內實現氚增殖，需要建立氚大規模循環工藝體系，研究聚變堆氚燃料自給自足的大規模高效增殖、在線處理和安全等技術。

四是實現能量增益的挑戰。能量增益因子Q是判斷聚變成功的關鍵指標，據研究，要實現商業價值的發電，Q值需達到10以上才有商用意義。目前，磁約束聚變最高Q值仍低于1，對于激光慣性約束聚變，電—光環節能量轉化效率低，考慮整個系統的能量消耗，實際Q不足1%，仍需要提高聚變三重積，產生有效的聚變功率輸出。

3. 人工智能與聚變能雙向賦能

人工智能技術與聚變深度融合產生雙向促進的作用。

一方面，人工智能產業發展帶來了巨量算力的需求，算力的提升對電能需求也進一步加大。“AI的盡頭是算力，算力的盡頭是電力”，反映了當前科技革命和產業變革的重要趨勢，聚變能契合算力行業對高密度、零污染、可持續能源的迫切需求，受到科技公司的青睞，谷歌、微軟、亞馬遜等多家公司開展投資，有力驅動聚變研究發展。

另一方面，人工智能技術在非線性數據處理、模式識別和預測分析等方面具有優勢，已經應用于等離子體運行監測(破裂預測)、控制及不穩定性預測等研究中。我國《關于推進“人工智能+”能源高質量發展的實施意見》提出推動可控核聚變智能控制，加快“人工智能+核電”應用場景賦能。“中國環流三號”利用人工智能優化等離子體控制策略，2024年實驗中首次投入使用數字孿生系統，西南物理研究院打造針對磁約束核聚變診斷數據統一表征與生成式補全的專業大模型“曦元大模型”。目前，人工智能應用還處于起步階段，在提升等離子體控制精度與穩定性、加速裝置設計與優化、驅動先進材料研發突破、優化實驗數據分析與數字孿生等方面具有很大的發展空間和潛力。

對于傳統能源企業而言，布局核聚變既是未雨綢繆的戰略選擇，更是實現可持續發展的重要路徑。雖然商業化道路依然漫長，但隨著技術突破、資本投入和政策支持的持續加強，可控核聚變正從遙不可及的夢想逐漸走向現實

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