核聚變將為人類(lèi)提供綠色、安全、無(wú)限利用的能源

據(jù)了解，“好望角科學(xué)沙龍”是由中科創(chuàng)星發(fā)起，東壁科技數(shù)據(jù)、上海市研發(fā)公共服務(wù)平臺(tái)管理中心聯(lián)合主辦的系列活動(dòng)，旨在圍繞前沿技術(shù)領(lǐng)域，搭建以跨界交流為特色的公益性科創(chuàng)社區(qū)，推動(dòng)未來(lái)技術(shù)、未來(lái)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。沙龍前兩期聚焦“量子計(jì)算”和“RISC-V芯片”，第三期則圍繞“核能雙擎：裂變與聚變的協(xié)同創(chuàng)新”為主題展開(kāi)，核能相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者、科技企業(yè)創(chuàng)始人、知名投資機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人等70多位知名人士現(xiàn)場(chǎng)參與了活動(dòng)。

在人類(lèi)應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)愈發(fā)急迫、能源安全持續(xù)緊張的當(dāng)下，核能作為低碳可調(diào)度基荷能源的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值凸顯，但這項(xiàng)前沿技術(shù)投資規(guī)模大、技術(shù)難度高、安全性不容有失，因此，選定可靠的發(fā)展路線就變得至關(guān)重要。

“從實(shí)驗(yàn)裝置到聚變實(shí)驗(yàn)堆、工程示范堆，再到聚變能原型電站，是中國(guó)磁約束聚變能發(fā)展的技術(shù)路線圖。”李建剛院士在沙龍上透露，中國(guó)聚變工程示范堆（CFEDR）目前已啟動(dòng)方案設(shè)計(jì)，將瞄準(zhǔn)建設(shè)世界首個(gè)聚變示范電站。

“中國(guó)聚變工程示范堆將完成從ITER到聚變?cè)碗娬局g的技術(shù)過(guò)渡和工業(yè)實(shí)踐，演示聚變能持續(xù)大功率、安全和穩(wěn)定運(yùn)行的可行性。”他還表示，作為人類(lèi)能源的終極解決方案，核聚變能將提供綠色、安全、無(wú)限利用的能源。

在圓桌交流環(huán)節(jié)，李建剛院士還提到，預(yù)計(jì)到下世紀(jì)末，人類(lèi)社會(huì)將完成清潔能源對(duì)化石能源的替代，而在此期間，所有清潔能源技術(shù)都值得大力發(fā)展，其中既包括核聚變技術(shù)，也包括核裂變技術(shù)。

通過(guò)核聚變能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電的目標(biāo)無(wú)法一蹴而就，在技術(shù)研發(fā)、商業(yè)化等諸多層面，目前主流的核裂變發(fā)電都能提供有益經(jīng)驗(yàn)。在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，核能創(chuàng)新生態(tài)的構(gòu)建、裂變與聚變的協(xié)同創(chuàng)新等話題也引發(fā)了熱議，翌曦科技創(chuàng)始人金之儉、星能玄光創(chuàng)始人孫玄、上海交通大學(xué)教授劉曉晶、未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金總經(jīng)理魏凡杰等嘉賓就相關(guān)話題進(jìn)行了探討。

預(yù)計(jì)2030年左右完成小型堆核電站商業(yè)示范

作為第三期“好望角科學(xué)沙龍”的“科學(xué)主理人”，核能規(guī)劃發(fā)展、科研設(shè)計(jì)、工程管理、核安全等領(lǐng)域的專(zhuān)家田佳樹(shù)也強(qiáng)調(diào)了核能的重要性。在《核能發(fā)展現(xiàn)狀和前景分析》主題演講中，他分享了科技界對(duì)于先進(jìn)核能開(kāi)發(fā)的前沿研究，以及自己對(duì)裂變能、聚變能未來(lái)發(fā)展的看法。

在他看來(lái)，安全、高效、規(guī)?；l(fā)展的核電技術(shù)，是解決我國(guó)能源問(wèn)題的重要支柱之一。尤其在“雙碳”目標(biāo)下，核電被視為替代目前我國(guó)第一大電源煤電的最佳選擇。

據(jù)悉，雖然得益于風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)的不斷增長(zhǎng)，目前煤電在我國(guó)的電力裝機(jī)占比已降至40%以下，但風(fēng)光發(fā)電受限于波動(dòng)性、間歇性等特性，發(fā)電量增長(zhǎng)明顯弱于裝機(jī)量增長(zhǎng)，這導(dǎo)致全國(guó)60%左右的發(fā)電量仍要依賴(lài)煤電。而與此同時(shí)，人工智能等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展都對(duì)穩(wěn)定、可靠的電力來(lái)源不斷提出著更高的要求。據(jù)田佳樹(shù)介紹，從2020年到2030年，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的耗電量將翻上兩番，達(dá)到400TWh，尤其今年以來(lái)DeepSeek的爆火，很可能加速帶來(lái)整體AI應(yīng)用生態(tài)的繁榮，并推升其對(duì)算力的更大需求。

如何在保證能源轉(zhuǎn)型進(jìn)度的前提下，用穩(wěn)定、可靠的清潔電力“喂飽”AI？

核電被寄予厚望，根據(jù)國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)，截至2024年底，我國(guó)的核電以約1.8%的裝機(jī)占比，貢獻(xiàn)了全國(guó)約4.7%的社會(huì)發(fā)電量，發(fā)電效率可觀，發(fā)展?jié)摿^大，且在供電持續(xù)性、穩(wěn)定性、可靠性等方面均具有優(yōu)勢(shì)。

實(shí)際上，在2025年全國(guó)能源工作會(huì)議上，國(guó)家能源局就明確提出，今年會(huì)核準(zhǔn)一批條件成熟的沿海核電項(xiàng)目，因地制宜推動(dòng)核能綜合利用，穩(wěn)步推動(dòng)首批國(guó)家能源核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，計(jì)劃到年底實(shí)現(xiàn)6500萬(wàn)千瓦的核電裝機(jī)。

而根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的預(yù)測(cè)，到2050年，全球核能裝機(jī)將突破11億千瓦，其中，小堆（即“小型模塊化反應(yīng)堆”）將占核電總裝機(jī)容量的1/4，期間有約3億千瓦的發(fā)展空間。在目前的核能研究與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，小堆變得越來(lái)越“時(shí)髦”，已堪稱(chēng)“顯學(xué)”。與大型核反應(yīng)堆相比，小堆建造周期短、體積小功率大、單機(jī)投資低、廠址適應(yīng)性強(qiáng)，在安全性、適應(yīng)性、環(huán)保、可循環(huán)利用等方面也均有一定優(yōu)勢(shì)。在數(shù)據(jù)中心供能、園區(qū)綜合能源供應(yīng)、替代退役煤電等領(lǐng)域，小堆被認(rèn)為有著廣闊的商業(yè)前景。

根據(jù)田佳樹(shù)的介紹，全球的小堆設(shè)計(jì)方案有近百種之多，涵蓋水冷、氣冷、液態(tài)金屬冷卻和熔鹽冷卻等多種反應(yīng)堆技術(shù)，我國(guó)目前已建成全球首個(gè)第四代特征的球床式高溫氣冷堆，并有希望率先建成全球首個(gè)陸上小型壓水堆“玲龍一號(hào)”。

“未來(lái)10年將是小堆開(kāi)發(fā)驗(yàn)證和推廣的重要窗口期。”田佳樹(shù)分析稱(chēng)。同時(shí)，他還預(yù)計(jì)，到2030年左右就將完成小型堆核電站商業(yè)示范。

硬科技的早期投資，背后往往是對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)判和押注。目前，小堆和聚變堆都是投資熱點(diǎn)所在。田佳樹(shù)認(rèn)為，兩者最終將共同引領(lǐng)世界能源的綠色轉(zhuǎn)型，但具體來(lái)看，其所處的階段和發(fā)展時(shí)間表又有所不同。小堆兼具三代堆成熟性與四代堆創(chuàng)新性，是未來(lái)十年至二十年的戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域，但還需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、規(guī)?；a(chǎn)降低成本，證明其與大型反應(yīng)堆相比具有競(jìng)爭(zhēng)力；而聚變能還處在發(fā)展早期階段，尚需解決材料、成本和工程化等問(wèn)題，預(yù)計(jì)未來(lái)二十年內(nèi)可能會(huì)完成實(shí)驗(yàn)堆和示范堆的環(huán)節(jié)，并在商業(yè)堆的環(huán)節(jié)探索市場(chǎng)接受度。

中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊也表示，小堆與可控核聚變的協(xié)同發(fā)展，將成為人類(lèi)能源革命的“雙引擎”。這樣的雙軌發(fā)展，也折射出人類(lèi)能源利用的深層邏輯—既要立足當(dāng)下，通過(guò)小堆實(shí)現(xiàn)核能安全發(fā)展的“確定性”；同時(shí)也投資未來(lái)，依托可控核聚變打開(kāi)“無(wú)限能源”的想象。而在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，還需要政策的協(xié)同、耐心的資本和公眾的理解，共同推動(dòng)核能成為可持續(xù)發(fā)展的基石，實(shí)現(xiàn)能源的升維。

核能的快速發(fā)展，正為人類(lèi)未來(lái)能源體系打開(kāi)著更多的想象空間，而能源科技、能源結(jié)構(gòu)的演進(jìn)和迭代，也與AI等前沿科技、新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度關(guān)聯(lián)、互相影響。據(jù)了解，“好望角科學(xué)沙龍”后續(xù)還將持續(xù)圍繞人工智能、光子科學(xué)、生命科學(xué)、合成生物學(xué)等前沿技術(shù)領(lǐng)域組織相關(guān)活動(dòng)。（本文首發(fā)于鈦媒體APP，作者｜胡珈萌，編輯｜劉洋雪）

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