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中国冲刺“人类终极能源”,2045建成首个聚变商业电站

2025-09-22 来源:电子工程专辑
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关键词: 中国激光惯性约束聚变计划 2045年聚变商业电站 三步走战略 激光聚变优势 中国科研成果

9月21日,在浦江创新论坛上,中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长张杰向世界宣布了一项震撼人心的能源发展计划:中国正全力推进激光惯性约束聚变技术路线,目标是在2045年于上海建成并运行中国首个聚变商业电站。

张杰院士详细阐述了实现这一宏伟目标的“三步走”战略规划。第一步,从现在到2030年,重点突破核心技术瓶颈。目前,激光聚变研究基地已于2024年底启动建设。未来几年,科研团队将致力于提升激光聚变的能量增益,并集中攻关“50赫兹高重频”聚变技术。这是实现持续能量输出的关键。预计到2030年前后,激光聚变示范堆的所有关键技术将得到全面验证。

第二步,2031年至2035年,进入工程化演示阶段。在实验室技术成熟的基础上,将开展更大规模的工程试验,模拟真实电站运行环境,验证系统的稳定性、可靠性和经济可行性,为商业化建设积累完整的工程数据和运行经验。

第三步,2036年至2045年,全面迈向商业化。在完成工程验证后,正式启动商业电站的建设工作,最终目标是到2045年实现聚变电站的并网发电和商业运行。该电站设计为百万千瓦级、运行频率达50赫兹的激光聚变电站,预计将能满足约200万人口城市的用电需求,成为中国乃至全球能源结构转型的标志性工程。

为何选择激光聚变?张杰院士指出,尽管目前公众更为熟知的是磁约束聚变(如托卡马克装置),但激光惯性约束聚变在技术进展上已展现出更快的突破速度。2022年12月30日,美国国家点火装置(NIF)首次实现“能量净增益”点火,即通过核聚变产生的能量比激发聚变所使用的能量更多,首次证实了惯性核聚变能(IFE)的基本科学原理和可行性。

聚变能源被称之为“人类终极能源”,其能量密度要远远地优于化石能源,燃料来源近乎无限,以及它没有放射性,运行绝对安全,没有碳排放。在实现点火之后,美国在快速提高增益的同时,对高重频的技术进行研发,且将聚变能源发展路线图锁定在2045年实现商业运行。

目前,中国正以同等甚至更具前瞻性的步伐紧随其后。过去六年中,张杰院士领导的联合研究团队依托“神光二号”装置,成功完成了11轮大型联合实验,验证了具有自主知识产权的“中国方案”。该方案在加热效率、过程控制和工程适配性方面表现更优,尤其适合用于构建未来的聚变电站。目前,团队已将聚变三乘积(衡量聚变性能的核心指标)提升至1.5×10²¹,仅次于美国NIF团队,位居世界第二,充分展现了中国在该领域的强大科研实力。

张杰院士团队计划在2028年实现点火,并在2045年建成一个50赫兹百万千瓦级的激光聚变电站,以满足200万人口城市的用电需求。

责编:Jimmy.zhang




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