“就在3月26日。我国在未来能源领域迎来标志性突破——全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”成功实现1337秒稳态长脉冲运行,刷新商业核聚变世界纪录。
2026中国汽车拼什么?一个是智能化,大约70%的中国消费者的购车决策中,智能权重已超越传统动力总成和燃油经济性指标。第二个就是“电池”,当比亚迪二代刀片将充电变成“一曲充满”,当吉利神盾金砖短刀电池喊出行业最“夯”,当奇瑞电池之夜磨刀霍霍向全固态,决战的维度早已从“产品竞争力”上升为“能源主导权”。
当油价毫无悬念地上涨后,最新的数据显示,82.04%的消费者认可国产新能源优势,使用成本低、节能环保成为核心选择理由。但你不知道的是,中国居民电价仅为德国的1/4、美国的40%、日本的1/3。在主要经济体中排倒数第3–7位,仅为OECD国家平均的39%。
也许有人会问,新能源车使用成本的优势会一直持续下去吗?奇瑞最近公布了布局“人造太阳”的部分核心信息,它的表述很“谨慎”:长期、非短期盈利,纳入公司长期研发体系,即使在后续的传播中也很低调,被犀牛电池、固态电池抢了风头。但“人造太阳”这四个字依然听上去就不简单。
01
取之不尽,用之不竭
什么是人造太阳?提到“人造太阳”,很多人会以为是造一个能发光发热的模拟太阳。其实它的核心是可控核聚变,是人类追求终极清洁能源的重要方向,原理和我们头顶的太阳一模一样。
太阳之所以能持续发光发热数十亿年,靠的是氢的同位素在超高温高压下发生聚合反应,释放出巨大能量。而“人造太阳”就是通过人工技术,模拟太阳的核聚变过程,让这种能量变得可控、可利用,不再是宇宙中遥不可及的天体现象。
它的燃料来源极其广泛,主要是海水里的氘——每升海水里就含有0.03克氘,看似微量,但全球海水总量巨大,氘的储量近乎无限,足够人类使用百亿年,彻底摆脱对化石能源、稀有矿产的依赖。
相比传统能源和现有新能源,“人造太阳”的优势堪称碾压:能量密度极高,一小部分燃料就能释放出远超煤炭、石油的能量;几乎没有碳排放,能真正实现零污染,助力全球碳中和;安全性极强,不会发生核泄漏,也不会产生长周期的放射性废料,对环境几乎没有危害。
但真的要实现“人造太阳”,却是一件非常难的事。
02
大国威慑,重器压仓
在说可控核聚变之前,先要了解一下“不可控核聚变”,这是当前唯一实现实际应用的方式,核心应用为氢弹。它利用原子弹爆炸产生的高温高压,触发氘、氚等轻核发生自持聚变反应,瞬时释放巨大能量。
在这个领域,全球主流构型仅有两种:美国的T-U构型和中国的于敏构型。上世纪60年代,于敏院士在无国外技术借鉴、科研条件极端简陋的情况下,带领团队隐姓埋名四年,凭借计算尺和简易计算机,攻克热核武器物理领域一系列难题,提出了从原理到构型基本完整的设想,最终形成了独具特色的于敏构型。
凭借结构更简洁、维护成本更低,且无需依赖半衰期仅12.43年的氚元素,巧妙规避了T-U构型维护复杂、成本高昂的弊端。这一创新设计,让中国氢弹能够长期保持战备状态,成为全球少数能长期维持氢弹战备且维护成本可控的国家。
03
钱老定义,终极能源
但在可控核聚变领域,目前的技术水平能达到什么程度?美国走民营驱动、多元路线,私营资本超70亿美元,42家企业布局。CFS的SPARC、Helion的FRC路线激进,目标2028年实现商业供电,优势是资本密集、创新灵活,但装置稳定性与长脉冲能力不及中国。
欧盟以ITER为核心,主导全球最大合作项目,计划2039年首次氘氚实验。德国W7-X仿星器、英国STEP项目稳健推进,优势是基础扎实、国际协同,但进度偏慢、成本高昂。日本聚焦紧凑托卡马克与材料研发,JT-60SA装置性能优异,目标2030年实现净能量增益,精密制造与材料技术突出,但整体规模与进度落后于中美。
中国关于可控核聚变方面的研究起步非常早,1956年,钱学森钱老在全国科技远景规划会议上,首次系统向中国科学界与决策层科普、论证可控核聚变,清晰阐述其原理、能源价值与战略意义,让“人造太阳”从前沿概念进入国家科技视野。
他将核聚变定位为终极能源方向,纳入国家长期科技布局,为后续立项、建所、造装置奠定思想与决策基础。七十年时间过去了,目前中国可控核聚变已跻身国际第一方阵,在长脉冲、高参数、工程化方面领跑,与美国、欧盟、日本形成差异化竞争格局。
中国以EAST、环流三号为核心,EAST实现1.2亿℃、1066秒稳态运行,创全球最长纪录;环流三号达成双亿度高温,进入燃烧等离子体实验阶段。技术上高温超导、长脉冲、AI控制领先,核心材料自主可控,国产化率超90%。
04
中国领跑,持续攻坚
虽然可控核聚变被视为终极清洁能源,但其实现难度堪称人类科技天花板,核心难点集中在三大维度,全球至今仍未突破工程化瓶颈。
首先是极端环境的控制难题。聚变需在1亿℃以上高温下进行,远超任何材料耐受极限,如何用磁场“困住”高温等离子体,避免其触碰装置壁,同时维持稳定约束,是首要难关。
其次是能量增益的平衡难题。目前多数实验装置输入能量远超输出,需突破“净能量增益”门槛,实现输出能量大于输入,这要求装置在高温、高约束下长期稳定运行,技术精度极高。
最后是工程化与成本难题。从实验室实验到商用电站,需解决小型化、核心材料耐损耗、设备国产化等问题,且单台装置投入百亿级,全产业链需万亿级持续投入,周期长达数十年。
中美欧日等均在攻坚,中国虽处于领先,但距离真正商业化应用,仍需跨越多重技术鸿沟。按照现在国内有关方面的规划,2035年建工程实验堆,2050年前后商业化。
05
AI的终点是能源,能源的终点是聚变
2025年,中国全社会用电量历史性突破10.4万亿千瓦时,对应全年发电总量约10.3万亿千瓦时。火电仍是电力供应“压舱石”,合计占比约62%。其中未经过超低排放改造的传统火电占比约10.9%,主要为老旧机组,逐步退出;超低排放煤电、燃气发电等清洁火电占比约51.1%,当下我国已建成全球最大清洁煤电体系,供电煤耗持续下降,实现超低排放。
可再生能源发电,也就是我们常说的“绿电”快速崛起,占比达38%,成为电力增量主力。其中水电占比13.9%,作为绿电“压舱石”稳定供电;风电占比10.8%、太阳能发电占比11.1%,风光合计占比22%,成为绿电增长双引擎;生物质发电及其他绿电占比约2.1%,作为补充力量。
而站在宏观意义上来讲,日常使用的化石燃料,与当下的风能、太阳能、潮汐能,本质上都是对太阳能的利用——只是两者“捕捉”太阳能的时间维度截然不同,一个来自远古,一个来自当下。
煤炭、石油、天然气是“远古太阳能的储存体”。亿万年前,地球上的植物通过光合作用吸收太阳能,将其转化为自身的化学能;植物死亡后,经地壳长期挤压、高温高压作用,逐渐形成化石燃料。我们燃烧化石燃料,本质上是释放亿万年前储存的远古太阳能。
风能、太阳能、潮汐能则是“现代太阳能的直接利用”。太阳能直接照射地表,加热空气形成气流,便产生了风能;太阳能直接被光伏板吸收,可转化为电能;而潮汐能的形成,源于太阳与月球的引力作用,其能量根源也离不开太阳能对地球水体的影响。
亿万年来,地球及地球上诞生的生命、物质、文明,一直仰赖于太阳的慷慨馈赠。但今天的人类一旦推开“人造太阳”的大门,就是另一番景象了。
就目前而言,这样的设想确实还有些早。国内车企参与的也很罕见,目前只有奇瑞、蔚来两家中国车企公开布局可控核聚变,比亚迪、吉利等头部暂未官宣相关动作。这是一场长期战略卡位,而非短期量产技术。
AI的终点是能源,能源的终点是聚变。可控核聚变为人类提供近乎无限的绿色动力,人工智能则推动人类智力从碳基向硅基演化。这又是另一个故事了。
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