中国在核聚变领域迈向重要里程碑，威胁美国全球领先地位

中国正在朝着核聚变的重要里程碑迈进，这可能使该国在全球追逐“清洁能源瑰宝”的竞赛中领先一步。先进超导核聚变实验（EAST）预计将在2027年实现点火（ignition），有望成为全球首个无需外部热源即可维持等离子体的核聚变反应堆。这将是朝着核聚变商业化的重要一步。

了解核聚变

核聚变是为我们太阳提供能量的过程。这一技术的能量释放能力远超当前为核电站提供动力的核裂变技术，最重要的是，核聚变不会产生有害的放射性废物。

在人工智能（AI）快速发展的背景下，预计未来全球能源需求将大幅上升，核聚变凭借其几乎无限的能源供应潜力和零温室气体排放而受到关注。然而，实现稳定且可持续的核聚变反应并非易事。

等离子体极为不稳定，实现地球上的核聚变反应需要将物质加热到超过太阳核心的温度——约1.5亿摄氏度。因此，在无需额外能量输入的情况下长时间保持该温度被认为是任何核聚变项目的重要里程碑。

EAST项目与2027年点火

位于中国的先进超导核聚变实验（EAST）预计将在2027年实现点火。如果成功，EAST将成为全球首个无需外部热源即可维持等离子体的核聚变反应堆。

点火曾在加利福尼亚州利佛摩的国家点火设施（NIF）首次实现并引起广泛关注。然而，该设施仅是实验性质，并非一个可以成为发电厂的反应堆，而是一个旨在推动未来清洁能源生产知识的研究设施。

实现点火具有重大意义，因为目前大多数核聚变实验所消耗的能量超过其释放的能量，并且需要持续的热源来维持等离子体。

主要核聚变项目比较表

中美能源竞赛

如果EAST在明年实现点火，这将是全球核聚变领域的重大进展，同时也是中国能源霸主地位的重要提升。中美两国在核聚变领域交替取得突破，争夺清洁能源的无限供应的桂冠。

《纽约时报》去年报道：“核聚变可能会改变两国乃至全球的能源格局。谁能够征服它，谁就能够在全球范围内建立发电厂，并与渴望能源的国家建立新的联盟。”

中美核聚变研究的两种不同路径

然而，这两大经济体在核聚变领域的资金和行业监管方面采取了截然不同的策略。中国采取的是由政府主导的自上而下的模式，而美国则让私营企业主导。

这两种方式各有优缺点。中国的项目受益于充足的资金支持和较少的行政障碍，而美国的初创企业正在不断涌入这一领域，为行业带来了多样性、创新和灵活性。

中美核聚变研究路径比较表

迄今为止，竞争势均力敌，但专家指出美国在先进核聚变研究方面仍占有优势。美国资本最多的核聚变公司，英联邦聚变系统，也宣称其核聚变设备将在2027年实现净能量输出，这与EAST的时间一致。然而，EAST甚至不是中国最有前景的核聚变实验。

BEST项目与中国能源地位

中国顶尖等离子体物理实验室，燃烧等离子体超导核聚变实验（BEST），被认为“有望成为人类历史上首个成功实现核聚变发电的反应堆”，根据最近的BGR报告。

随着中国将核聚变作为其新五年计划的重要国家优先事项，北京有可能在不久的将来超越竞争对手。中国已将核聚变确定为未来五年内政府优先发展的八项“前沿技术”之一。

然而，当前科学与工业化核聚变之间仍面临诸多障碍。反应堆需要显著进展，而支持它们的专用供应链也需提升。第十五个五年计划“为未来的投资奠定基础”，BGR称。然而，“这些投资是否能使北京达到其雄心勃勃的核聚变目标，目前尚不清楚。”

核聚变的重要性

核聚变被视为“清洁能源瑰宝”，原因有以下几点：

• 几乎无限的能源来源——基于海洋中丰富的氢元素
• 运行时不产生温室气体排放
• 不产生长效放射性废物，如核裂变
• 比核裂变电厂更安全
• 能量密度高，占用面积小于其他可再生能源

与此同时，预计未来全球能源需求将因人工智能的爆炸性增长而猛增。AI数据中心消耗巨大的电力，而核聚变可能为日益增长的能源需求提供可持续的解决方案。

核聚变的未来

尽管中国在某些核聚变研究方面走在前列，但这场竞赛仍然开放。全球多个国家和公司正在投资这项技术，包括英国、欧盟、日本、韩国以及美国的多家初创企业。

最大挑战仍在于实现稳定且可再生的点火，并将其转化为商业电力。科学家们估计，核聚变成为主要能源的实现可能还需要数十年的时间。

然而，如果成功，核聚变将彻底改变全球能源格局，减少对化石燃料的依赖，为未来几代人提供几乎无限的清洁能源。

结论

中国朝着2027年实现核聚变点火的EAST项目迈进，标志着全球争夺“清洁能源瑰宝”的重要进展。尽管美国在先进核聚变研究中占有一定优势，但中国集中资源和强大资金支持的方式可能使其在不久的将来迎头赶上。

无论哪个国家最终在核聚变领域取得成功，最终的成就将惠及全人类，承诺提供一个可持续、清洁且几乎无限的能源未来。在气候变化和日益增长的能源需求背景下，核聚变可能成为21世纪全球能源挑战的关键解决方案。