全球聚變競(jìng)爭因AI算力需求爆發(fā)而顯著提速，零碳高能的聚變能源成為破解AI時(shí)代能源困局的核心方案。國際能源署《能源與人工智能》報(bào)告顯示，2024年全球數(shù)據(jù)中心電力消耗達(dá)415太瓦時(shí)，占全球總量的1.5%，且在過去五年以每年12%的速度遞增，預(yù)計(jì)2030年數(shù)據(jù)中心耗電需求將增加一倍以上。在此背景下，全球正加速從化石能源依賴向聚變能源競(jìng)速的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

全球競(jìng)爭白熱化：AI催生能源剛需，中美主導(dǎo)投資熱潮

美國科技與資本巨頭近年來密集入場(chǎng)，OpenAI創(chuàng)始人Sam Altman于2021年投資核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy，微軟更與該公司簽訂售電協(xié)議，計(jì)劃2028年采購至少50兆瓦的聚變電力。2025年2月，Helion Energy完成4.25億美元F輪融資，總估值達(dá)54億美元，創(chuàng)下聚變行業(yè)的融資紀(jì)錄。據(jù)聚變產(chǎn)業(yè)跟蹤機(jī)構(gòu)Fusin Energy Base數(shù)據(jù)，截至2024年10月，美國聚變公司累計(jì)吸引超過56億美元股權(quán)融資，中國聚變公司累計(jì)吸引近25億美元股權(quán)投資，遠(yuǎn)超其他國家。其中，Commonwealth Fusion Systems（CFS）是美國迄今為止融資最高的聚變公司，融資總額超過20億美元，該公司正與麻省理工等離子體與聚變中心合作建設(shè)托卡馬克裝置SPARC，并計(jì)劃建設(shè)下一代發(fā)電裝置ARC。

全球聚變股權(quán)融資統(tǒng)計(jì) 

圖源/Fusion Energy Base

當(dāng)前在中國，多元資本協(xié)同的聚變創(chuàng)新格局已經(jīng)形成。聚變新能公司聯(lián)合中科院、中石油等注資145億元，啟動(dòng)BEST裝置建設(shè)，目標(biāo)是在2027年實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電演示。中核集團(tuán)旗下上市公司中國核電、浙江能源國企浙能電力以增資方式參股中國聚變能源公司。作為中國首個(gè)投資聚變研發(fā)的民營企業(yè)，新奧集團(tuán)自2017年進(jìn)入聚變領(lǐng)域以來，已累計(jì)投入超過40億元研發(fā)資金，其“玄龍-50U”裝置與中科院等離子所的東方超環(huán)（EAST）、中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院的環(huán)流3號(hào)在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)等離子體電流達(dá)到百萬安培，從技術(shù)實(shí)力和研發(fā)成果綜合來看，三家并列聚變科研的第一陣營。

中國聚變發(fā)展圖譜：多元研發(fā)力量匯聚，共拓技術(shù)創(chuàng)新邊界

從中國聚變的研發(fā)布局和發(fā)展路徑來看，現(xiàn)已構(gòu)建起多方聯(lián)動(dòng)、協(xié)同創(chuàng)新的研發(fā)生態(tài)體系。國家隊(duì)主攻主流技術(shù)，民營企業(yè)探索商用前景和創(chuàng)新技術(shù)路線。2025年以來，國內(nèi)投入較早的聚變裝置都取得了關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展。中科院等離子所的EAST裝置首次完成一億攝氏度1000秒的“高質(zhì)量燃燒”，模擬出未來聚變堆運(yùn)行所需環(huán)境。中核西物院的環(huán)流3號(hào)裝置首次實(shí)現(xiàn)原子核和電子溫度都突破一億攝氏度，原子核溫度達(dá)到1.17億度，電子溫度達(dá)到1.6億度，綜合參數(shù)大幅提升。

民企代表新奧集團(tuán)實(shí)現(xiàn)差異化破局，選擇氫硼聚變與球形環(huán)托卡馬克的技術(shù)路線。2025年4月，其“玄龍-50U”裝置全球首次實(shí)現(xiàn)兆安級(jí)氫硼等離子體放電，溫度達(dá)到4000萬度，這不僅驗(yàn)證了氫硼等離子體的高參數(shù)可行性，為后續(xù)的磁約束氫硼聚變實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)成果更對(duì)包括中國在內(nèi)七方國際合作的全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）裝置研發(fā)具有重要參考價(jià)值。

新奧自主研發(fā)建設(shè)的球形環(huán)氫硼聚變實(shí)驗(yàn)裝置——玄龍-50U  

圖源/新奧集團(tuán)

新奧集團(tuán)的氫硼聚變路徑雖面臨反應(yīng)溫度需達(dá)到10億度以上的挑戰(zhàn)，但具備顯著商業(yè)化優(yōu)勢(shì)。氫硼聚變?nèi)剂铣杀镜土?，氫為常?guī)氫，硼主要用硼11，測(cè)算度電成本約在6分到8分，且燃料資源豐富。而在傳統(tǒng)的氘氚聚變中，氘可以通過海水提取獲得，但氚極其昂貴且不易制備，當(dāng)前成本每克上千萬元，未來即便大幅降低成本，依然是巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，由于氫硼聚變無中子輻射，可省去大量安全設(shè)備投資，而氘氚聚變會(huì)產(chǎn)生放射性中子，因此輻射防護(hù)的要求更高。近日，新奧研發(fā)的“玄龍-50U”裝置已實(shí)現(xiàn)環(huán)向場(chǎng)線圈150kA電流、平頂1.6s的穩(wěn)定通流，對(duì)應(yīng)裝置大半徑0.6米處的磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)1.2T，驗(yàn)證了磁體線圈達(dá)到工程滿負(fù)荷運(yùn)行參數(shù)，為氫硼聚變所需的高溫高密度條件筑牢硬件根基。

隨著AI算力需求的井噴式增長，聚變正從實(shí)驗(yàn)室向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用大步邁進(jìn)。中美兩國的差異化探索，將對(duì)未來全球能源格局的重構(gòu)產(chǎn)生重要影響。新奧等民營企業(yè)的路徑創(chuàng)新，為中國聚變商業(yè)化提供了新的可能。這場(chǎng)關(guān)乎人類未來的終極能源競(jìng)賽，決勝的關(guān)鍵或許就蘊(yùn)含在持續(xù)不斷的技術(shù)突破與創(chuàng)新實(shí)踐之中。