“永遠還差50年”——這句關于可控核聚變商業化的經典調侃,曾像幽靈般縈繞行業數十年。如今,這一判斷正被快速改寫。根據可控核聚變行業協會的最新調查,行業普遍認為2030至2035年將實現聚變能源首次并入電網。這一時間表的提出,既源于大模型算力需求激增帶來的能源危機,也標志著中美在該領域的技術競賽進入白熱化階段。
在清華大學工程物理系的實驗室里,一臺建成于2002年的球形托卡馬克裝置仍在持續運行。這臺裝置的維護者譚熠教授,如今多了個身份——星環聚能首席科學家。這位研究聚變技術超過二十年的學者,與清華同學陳銳共同創立的商業公司,正以驚人速度推進技術落地:成立四年完成三輪融資,用279天組裝完成零號實驗裝置,并計劃在2027-2028年實現關鍵技術突破。他們的目標清晰:在2032-2033年建成全球首個商業示范堆。
技術路線的選擇凸顯商業公司的務實性。傳統巨型托卡馬克裝置造價高昂,單臺實現能量增益(Q>1)的裝置成本可能超過150億元。星環聚能采用的球形托卡馬克路線,通過緊湊化設計將成本壓縮至15億元量級。這種選擇背后是殘酷的商業邏輯:初創公司必須用更快的迭代速度和更低的成本,在光伏、風電等現有能源形式構成的競爭紅海中殺出血路。公司創始人陳銳算過一筆賬:要實現電價競爭優勢,裝置建設成本必須控制在特定范圍,而燃料成本幾乎可以忽略不計。
技術突破的節奏正在加快。2024年初,公司啟動全高溫超導磁體研發項目,同時推進環向磁體與中心螺線管磁體的原型制作。在清華大學合作的SUNIST-2裝置上,團隊已實現1700萬攝氏度等離子體加熱,并驗證了核心工程技術。這些進展背后,是每天面對的熱負荷挑戰與材料極限測試——小型化裝置內部環境比巨型裝置更為苛刻,需要突破性設計創新。
資本市場的態度轉變印證著行業拐點來臨。2021年美國CFS公司18億美元融資引發的連鎖反應,推動中國創投圈重新審視聚變領域。盡管早期投資人仍糾結于“何時產生收入”的核心問題,但國家隊入場徹底改變了產業生態。中科院等離子體所牽頭成立的145億元聚變新能,中核集團主導的150億元中國聚變能源有限公司,這些超級項目的落地不僅培育了上游供應鏈,更重塑了市場信心。現在,中國廠商能輕松采購到薄膜電容器等關鍵部件,而美國同行仍需自建產線。
AI技術的爆發成為關鍵催化劑。訓練GPT-5級別模型消耗的2.4億度電,相當于30萬個家庭全年用量。全球數據中心年用電量已與德國相當,這種算力擴張帶來的能源饑渴,使聚變成為唯一可行的綠色能源解決方案。技術層面,AI與聚變研究形成奇妙共振:等離子體物理的復雜性恰似大模型的黑箱特性,兩者都依賴數據驅動尋找規律。星環聚能已將傳統AI技術應用于裝置控制系統,并嘗試用大模型解析物理現象,盡管目前尚未達到理想效果。
管理挑戰隨著團隊擴張接踵而至。當公司規模從十幾人膨脹至170人,同時推進三代裝置研發時,原有的直線管理模式迅速失效。今年初出現的任務重疊與信息斷層問題,迫使團隊轉向矩陣式管理架構。現在200多個并行項目通過項目經理統籌,橫向協調與縱向專業管控相結合,確保工程進度嚴格對齊2032年商業示范堆的目標節點。
中美技術競賽呈現出差異化特征。兩國在主流技術路線覆蓋度上領先全球,但中國在工程整合能力方面優勢明顯。高溫超導材料占全球80%產能,超強低溫鋼性能超越國際同類,鎢銅核心材料實現自主供應——這些關鍵領域的突破,使中國成為全球唯一具備全產業鏈自主可控能力的國家。美國科技巨頭則展現出商業創新活力,CFS、Helion等公司通過電站預售反哺研發的模式,為中國同行提供了新思路。
在清華大學實驗室里,新一代磁體原型正在進行最后測試。這些直徑數米的環形裝置,承載著人類突破能源瓶頸的終極夢想。當被問及技術路線風險時,譚熠的回答透露出創業者的清醒:“所有路線都存在被淘汰的可能,關鍵在于持續創新的速度。”這種緊迫感驅動著團隊保持兩年一代裝置的迭代節奏,在熱負荷挑戰與材料極限的夾縫中尋找突破路徑。正如他們展示的規劃路線圖所示:從工程驗證到商業示范的每一步,都精確卡位在行業公認的時間窗口期內。











