2024年世界聚變展望

子能機(jī)構(gòu)20242024“聚變能的

前言今年，我還邀請(qǐng)了一批國(guó)際專家來(lái)確定了一系毅力?！比祟愔腔酆鸵懔Α！痹幽軝C(jī)構(gòu)總干事拉斐爾·馬里亞諾·格羅西今天，聚變能的發(fā)展勢(shì)頭已不可否認(rèn)。受這一進(jìn)展的啟發(fā)，我去年推出了國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)《世界聚變展望》，作為跟蹤聚變能最新發(fā)展的全球綜合參考。這份出版物得到了積極反饋，我很欣慰。聚變能的歷程見證人類智慧和毅力。為了更好地支持這一歷程，我設(shè)立了世界聚變能小組，作為專門促進(jìn)跨領(lǐng)域協(xié)作的一項(xiàng)全球倡議。我們這個(gè)工作組不僅抱負(fù)遠(yuǎn)大，而且目標(biāo)清晰，就是要加快聚變能的研究、發(fā)展、示范和應(yīng)用。我們正通過匯聚工業(yè)界、政府、學(xué)術(shù)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，團(tuán)結(jié)一致追求共同目標(biāo)，為一個(gè)有凝聚力的聚變能社區(qū)奠定基礎(chǔ)。在這項(xiàng)事業(yè)中，各國(guó)政府發(fā)揮著關(guān)鍵作用。戰(zhàn)略性公共投資、強(qiáng)有力的政策支持和國(guó)際合作對(duì)于聚變能從實(shí)驗(yàn)室到電網(wǎng)的過渡至關(guān)重要。全球聚變社區(qū)的成功取決于這些堅(jiān)持不懈的努力。我鼓勵(lì)建立與風(fēng)險(xiǎn)相稱的監(jiān)管框架，務(wù)必清晰明確，以加快聚變能的發(fā)展并吸引對(duì)該部門的投資。

列聚變關(guān)鍵要素，為全世界的科學(xué)家、工程師、管理者、企業(yè)家、政策制定者和利益相關(guān)者提供中短期的全面路線圖和寶貴的指導(dǎo)。隨著聚變能進(jìn)入關(guān)鍵階段，我們必須加強(qiáng)所有部門的努力：開發(fā)賦能技術(shù)和材料，加強(qiáng)公私合作模式，利用私營(yíng)資本實(shí)現(xiàn)商業(yè)可行性，以及培養(yǎng)一支全球性職工隊(duì)伍。聚變能不僅需要系列廣泛的專門知識(shí)，還需要從技術(shù)工人到法律、政策和溝通方面的專業(yè)人員，他們都將為全球經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)。投資聚變能研究及其商業(yè)化有望帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過脫碳的潛力。聚變衍生技術(shù)可應(yīng)用于醫(yī)療保健、空間推進(jìn)、工業(yè)成像、地?zé)徙@探和核廢物管理等領(lǐng)域，開辟能源生產(chǎn)以外的新商機(jī)。隨著我們對(duì)這項(xiàng)突破性技術(shù)錯(cuò)綜復(fù)雜的各個(gè)方面的探索，我們堅(jiān)定不移地決心：利用聚變能電力，建設(shè)一個(gè)可持續(xù)發(fā)展、繁榮與和平的世界。聚變時(shí)代不再只是一個(gè)愿望，而已成為我們觸手可及的現(xiàn)實(shí)，我們將共同實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想。今年的國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)《世界聚變展望》不僅僅是跟蹤發(fā)展情況和主要成就，還重點(diǎn)介紹了新興電廠概念、預(yù)計(jì)發(fā)展時(shí)間表、政策框架以及公共和私人投資趨勢(shì)。報(bào)告還涵蓋了研究成果指標(biāo)，并提供了地區(qū)和部門展望。我相信，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)《世界聚變展望》將繼續(xù)成為能源、政策和研究部門利益相關(guān)方努力推動(dòng)聚變能發(fā)展的寶貴導(dǎo)則?！?·馬里亞諾·格羅西觀點(diǎn)“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，聚變和平與安全的可持續(xù)能的發(fā)展是一個(gè)潛和平與安全的可持續(xù)能的發(fā)展是一個(gè)潛意大利副總理兼外交與國(guó)際合作部部長(zhǎng)安東尼奧·塔亞尼合作部部長(zhǎng)安東尼奧·塔亞尼

聚變能：史無(wú)前例的挑戰(zhàn)、未來(lái)的機(jī)遇我們很榮幸能夠共同組織和主辦世界聚變能小組首屆部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議。這次活動(dòng)體現(xiàn)了意大利政府對(duì)國(guó)際合作的支持，以及我們對(duì)技術(shù)進(jìn)步的長(zhǎng)期承諾：技術(shù)進(jìn)步是發(fā)展、福祉和繁榮的關(guān)鍵推動(dòng)力。在當(dāng)前地緣政治日益動(dòng)蕩的情況下，能源安全是優(yōu)先事項(xiàng)。從政治角度看，聚變能具有應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)和確保能源獨(dú)立的巨大潛力，同時(shí)還能緩解與化石燃料開采相關(guān)的地緣政治緊張局勢(shì)。觀點(diǎn)我想，世界上仍然缺乏高效電力基礎(chǔ)設(shè)施的廣大地區(qū)由此可以更好地使用電力。“對(duì)創(chuàng)新的核部門開發(fā)新技術(shù)可能是能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化道路上的重要一步。核能已作為一種清潔“對(duì)創(chuàng)新的

意大利一直處于核能領(lǐng)域技術(shù)研究和創(chuàng)新的前沿，開發(fā)了首座核反應(yīng)堆，意大利物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米由此奠定了現(xiàn)代核物理學(xué)的基礎(chǔ)。

獻(xiàn)。學(xué)術(shù)合作、教育和職業(yè)培訓(xùn)是核心，加上私營(yíng)部門的參與，共同構(gòu)成了我們對(duì)發(fā)展伙伴特別是非洲發(fā)展伙伴的新方案。這一立場(chǎng)也是意大利擔(dān)任七國(guó)集團(tuán)主席國(guó)和我們?cè)跉W洲層面的行動(dòng)的能源納入了歐洲聯(lián)盟的分類法，我認(rèn)為我們不能錯(cuò)過新一屆歐洲

核心。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)楹四芰⒎C(jī)構(gòu)啟動(dòng)帶來(lái)的機(jī)會(huì)。為了減少對(duì)化石燃料的依賴，我們必須考慮多樣化的能源結(jié)構(gòu)，其中聚變電力與可再生能源、氫和小型模塊堆等新興核技術(shù)共存。這也將對(duì)能源費(fèi)用產(chǎn)生積極影響，提高我們的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。換言之，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，聚變能的發(fā)展是一個(gè)潛在的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)和平與安全的可持續(xù)未來(lái)的重要手段。對(duì)創(chuàng)新的推動(dòng)和投資的增加即將使聚變能成為現(xiàn)實(shí)。意大利希望憑借眾多公共和私營(yíng)實(shí)體的專門技術(shù)，繼續(xù)走在這一領(lǐng)域的前列。其關(guān)鍵是在技術(shù)、科學(xué)和資金方面的努力。促進(jìn)國(guó)際合作和公私合作模式至關(guān)重要，目的是匯集急需的巨額投資，并將先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施和高度專業(yè)化的專門知識(shí)投入共同使用。這也是世界聚變能小組的目標(biāo)，該小組將在防止這項(xiàng)科學(xué)工作變成新的地緣政治競(jìng)技場(chǎng)方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

推動(dòng)和投資如今，我們的國(guó)家新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局（新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局）是聚變能領(lǐng)域的牽頭研究機(jī)構(gòu)，其位于弗拉斯卡蒂的研究中心是公共、私營(yíng)和學(xué)術(shù)部門之間良性合作的一個(gè)明顯范例。我還想到了我們的領(lǐng)先能源公司，是它們使我們的創(chuàng)新努力超越了國(guó)界，參與了許多革新型項(xiàng)目。意大利愿意分享其專門知識(shí)，為大幅縮小工業(yè)化國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家之間的知識(shí)差距做出貢

和聚變能的新時(shí)代有賴于年輕的科學(xué)家和工程師盡其所能地努力奮斗。前路漫漫，錯(cuò)綜復(fù)雜，而且風(fēng)險(xiǎn)很大。我們必須意識(shí)到，我們今天的選擇將決定未來(lái)世界的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和地緣政治格局。讓我們共同努力，為后代創(chuàng)造美好未來(lái)?！鲇^點(diǎn)源和環(huán)境政策方面的現(xiàn)有承諾。這包括到2050現(xiàn)溫室氣體凈零排放，將全球溫升幅度限制在1.5攝快能源轉(zhuǎn)型。長(zhǎng)的能源需求，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。聚變能有可能為這一挑戰(zhàn)提供永久解決方案。長(zhǎng)吉爾伯托·皮切托·弗拉廷

成功的聚變能生產(chǎn)可帶來(lái)巨大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，是一種潛在的零排放、安全可靠且?guī)缀鯚o(wú)限的清潔能源。未來(lái)聚變電廠的商業(yè)化前景促使各國(guó)政府、歐洲聯(lián)盟和世界各地公司資助的大型研究計(jì)劃會(huì)在未來(lái)十年內(nèi)開發(fā)示范設(shè)施。國(guó)際合作將加速聚變技術(shù)的開發(fā)和驗(yàn)證，更加需要全球參與解決研究挑戰(zhàn)，開發(fā)國(guó)際供應(yīng)鏈和職工隊(duì)伍。方案的制訂，吸引了來(lái)自私營(yíng)實(shí)體和政府的大量投資。一些公司計(jì)劃在2040年至2050年間建造能夠發(fā)電的聚變電廠，早于公共研究計(jì)劃設(shè)想的本世紀(jì)中觀點(diǎn)“我們都認(rèn)識(shí)到，

2023年9月21日，我建立了國(guó)家可持續(xù)核能平和能源安全等全永久意大利環(huán)境與能源安全部部長(zhǎng)吉爾伯托·皮切托·弗拉廷國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆宣布計(jì)劃擴(kuò)大其公私合作模式的方案，讓私營(yíng)部門公司參加聚變倡議，讓積極參與聚來(lái)，方能優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和技能。在意大利擔(dān)任主席國(guó)的七國(guó)集團(tuán)峰會(huì)期間，七個(gè)成員國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)人回顧了《七國(guó)集團(tuán)氣候、能源和環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議公報(bào)》（都靈公報(bào)）中的承諾，將聚變能列入應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)的合作領(lǐng)域，并承諾建立七國(guó)集團(tuán)聚變能工作組。這進(jìn)一步表明，人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到聚變能在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期能源安全和氣候目標(biāo)方面的重要作用。

臺(tái)，讓核領(lǐng)域的主要科學(xué)組織和公司承擔(dān)起制定可能路線圖的任務(wù)，重新考慮將核電生產(chǎn)作為意大利能源結(jié)構(gòu)中一種可交付的脫碳能源。這個(gè)平臺(tái)評(píng)定了將促成意大利自2035年起啟用核能的公用事業(yè)和可行性，目標(biāo)是支持可再生能源的全面部署，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注聚變能的研究與發(fā)展及中長(zhǎng)期部署。結(jié)果，意大利國(guó)家能源和氣候計(jì)劃根據(jù)國(guó)家可持續(xù)核能平臺(tái)的核數(shù)據(jù)和分析，重新考慮將核能作為意大利能源結(jié)構(gòu)的一部分，其中納入可持續(xù)的裂變技術(shù)（如小型模塊堆、先進(jìn)模塊堆和微型反應(yīng)堆），同時(shí)包括聚變能從2050年左右開始可能做出的貢獻(xiàn)。40公共研究實(shí)體和相關(guān)行業(yè)仍在繼續(xù)投資和發(fā)展核技術(shù)研究，包括聚變能。因此，意大利現(xiàn)在可以利用其研究組織、學(xué)術(shù)界、公司和成熟產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)專門知識(shí)和能力，打造一個(gè)強(qiáng)大的聚變產(chǎn)業(yè)，作為有緊密協(xié)調(diào)的國(guó)家框架的一部分。局）已為促進(jìn)聚變技術(shù)進(jìn)步協(xié)調(diào)了21個(gè)國(guó)家合作伙確定的國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆系統(tǒng)和部件開發(fā)合同超過15工作。最近，國(guó)有企業(yè)RSE也開始從事慣性約束聚變材料開發(fā)；憑借這項(xiàng)專門知識(shí)，RSE正在成為聚變能開發(fā)領(lǐng)域的重要國(guó)際合作伙伴。意大利擁有多座聚變實(shí)驗(yàn)研究設(shè)施，包括羅馬附近弗拉斯卡蒂和亞平寧山脈北部布拉西莫尼的新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局研究中心、帕多瓦的RFX聯(lián)合體以及米蘭的國(guó)家研究委員會(huì)等離子體科學(xué)技術(shù)研究所。這些設(shè)施都極大地促進(jìn)了聚變能領(lǐng)觀點(diǎn)域的科學(xué)進(jìn)步。新的偏濾器托卡馬克試驗(yàn)研究設(shè)施正在弗拉斯卡蒂的新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局研究中心建造，這是新技術(shù)、能源和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展局、能源公司—埃尼公司以及意大利各研究所和大學(xué)組成的公私聯(lián)合體的一部分，目的是為未來(lái)的聚變?cè)O(shè)施驗(yàn)證偏濾器技術(shù)。埃尼公司是第一批投資聚變技術(shù)的能源公司之一，早在2018年便成為聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司的戰(zhàn)略股東，旨在加速聚變產(chǎn)業(yè)化。為了找到驗(yàn)證聚變能可行性方面的其余挑戰(zhàn)的解決方案，我們必須通過尋找加強(qiáng)研究與發(fā)展的新伙伴關(guān)系，鼓勵(lì)公私合作模式，推動(dòng)聚變發(fā)展創(chuàng)新和資源共享，來(lái)拓展國(guó)際合作的范圍。隨著聚變從一項(xiàng)科學(xué)事業(yè)走向產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)，但同時(shí)還有技術(shù)空白需努力填補(bǔ)，我們必須繼續(xù)支持全球聚變事業(yè)迄今為止特有的協(xié)作和基礎(chǔ)設(shè)施共享這一積極氛圍。為了促成有效的技術(shù)轉(zhuǎn)讓并支持聚變市場(chǎng)的全球增長(zhǎng)，需要具備針對(duì)聚變電廠工藝和產(chǎn)品的明晰的知識(shí)產(chǎn)權(quán)框架。同時(shí)，我想強(qiáng)調(diào)制定新監(jiān)管方案的重要性，目的是確保與聚變非常有限的危害成比例的高水平安全。這些方案應(yīng)考慮到這項(xiàng)新興技術(shù)的創(chuàng)新性，以便能夠安全部署和運(yùn)行聚變電廠。各國(guó)政府、原子能機(jī)構(gòu)和各安全主管部門之間的國(guó)際協(xié)作對(duì)于聚變前沿國(guó)家之間的監(jiān)管協(xié)調(diào)方案至關(guān)重要，將為聚變部門提供其所需的可預(yù)測(cè)性和信心。意大利的地理位置使其未來(lái)可以成為地中海聚變能中心，作為“馬太計(jì)劃”的一部分，它將自己定位為應(yīng)對(duì)地區(qū)能源安全和可持續(xù)性挑戰(zhàn)以及促進(jìn)能力建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)者。意大利愿意為支持阿爾及利亞、埃及、摩洛哥和突尼斯等國(guó)推進(jìn)聚變技術(shù)而分享其廣博的知識(shí)和專業(yè)技能。有針對(duì)性的職工隊(duì)伍發(fā)展和教育計(jì)劃可以為發(fā)展隨后能擴(kuò)展到聚變應(yīng)用的技能提供切入點(diǎn)。

意大利擁有幾乎獨(dú)一無(wú)二的科學(xué)、技術(shù)、工程和工業(yè)技能組合，這使其能夠在意大利和歐洲聚變?cè)O(shè)施的開發(fā)和建造中發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。為此，意大利很榮幸能夠共同主辦世界聚變能小組首屆部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議。該小組將在這一關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮催化劑的作用，這一時(shí)刻的團(tuán)結(jié)一致努力對(duì)于快速推動(dòng)聚變能的發(fā)展至關(guān)重要。隨著全球追求聚變能的勢(shì)頭日盛，這項(xiàng)技術(shù)為未來(lái)提供豐富、清潔和可持續(xù)能源解決方案的潛力也日益明顯，七國(guó)集團(tuán)認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)。聚變領(lǐng)域最近的突破引發(fā)了各利益相關(guān)方的極大興趣和投資?！皻夂蚬s”締約方大會(huì)第29屆會(huì)議前夕在意大利舉行的世界聚變能小組成立會(huì)議是全球?qū)で笙冗M(jìn)能源解決方案的關(guān)鍵時(shí)刻。會(huì)議旨在最大限度地?cái)U(kuò)大聚變能討論在更廣泛國(guó)際氣候談判框架內(nèi)的影響力和知名度。世界聚變能小組不僅將強(qiáng)調(diào)聚變能科學(xué)進(jìn)步的重要性，還將促進(jìn)這一變革性技術(shù)的國(guó)際合作與投資，目標(biāo)是在塑造能源未來(lái)、確保實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)、確保長(zhǎng)期可持續(xù)能源生產(chǎn)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。意大利期待在全球范圍內(nèi)推進(jìn)聚變能，并致力于支持和資助該領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新。意大利朝氣蓬勃的聚變能計(jì)劃將涉及意大利的眾多研究組織、學(xué)術(shù)界及相關(guān)產(chǎn)業(yè)，并將與原子能機(jī)構(gòu)開展國(guó)際合作。意大利歡迎并將繼續(xù)大力推動(dòng)原子能機(jī)構(gòu)及其成員國(guó)在聚變能領(lǐng)域的工作?！鲋轮x國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)《2024年世界聚變展望》由SayedAshraf負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。本出版物由MatteoBarbarino主持編寫。參與起草和審查的人員A.Anikeev 國(guó)家原子能公司（俄羅斯聯(lián)邦）V.Artisiuk 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)M.Ascic 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)S.Ashraf 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)M.Barbarino 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)J.Barton Helion能源公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）C.Bellehumeur Stellarex公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）G.Catena 高斯聚變公司（德國(guó)）W.ChaeKim 韓國(guó)聚變能研究所（大韓民國(guó)）C.Cheong 英國(guó)原子能管理局（英國(guó)）J.Donovan 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)G.Federici 歐洲聚變聯(lián)盟（德國(guó)）M.Finnerty 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)N.Ganzarski nT-Tao（以色列）A.Goodman TAE科技公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）A.Jasper Zap能源公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）D.Johnson 通用聚變公司（加拿大）T.Kaneko 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)T.Ma 勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（美利堅(jiān)合眾國(guó)）P.ObengOforiwaa 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)T.Paluska 聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）F.Sciortino 比鄰星聚變公司（德國(guó)）W.Solomon 通用原子公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）L.Str?mstedt 諾瓦特倫聚變集團(tuán)（瑞典）I.Subbiah 聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）J.Surrell 朗維尤聚變能源系統(tǒng)公司（美利堅(jiān)合眾國(guó)）R.Wagner 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)S.White 托卡馬克能源公司（英國(guó)）S.Wurzel 聚變能基地（美利堅(jiān)合眾國(guó)）N.Yoshimura Helical聚變株式會(huì)社（日本）S.Yoshiteru 量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（日本）G.Zhang 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（中國(guó)）本出版物得到了日本政府的寶貴支持。17

1電廠方案2945 展望63最新進(jìn)展和突破1首個(gè)慣性約束聚變概念激光的發(fā)明JanusArgusShivaNova(30kJ)國(guó)家點(diǎn)火裝置的關(guān)鍵決定裝置重復(fù)國(guó)家點(diǎn)火點(diǎn)火四次裝置重復(fù)

國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）繼續(xù)取得進(jìn)展自2022年12月聚變能點(diǎn)火取得突破[1]以來(lái)，美利堅(jiān)合眾國(guó)（美國(guó)）勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員已將這一成果成功復(fù)制了至少四次。2023年和2024年初的四次后續(xù)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了重復(fù)點(diǎn)火。最近一次點(diǎn)火還產(chǎn)生了創(chuàng)紀(jì)錄的5.2兆焦耳能量輸出，能量增益超過2。■3莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)）。家點(diǎn)火裝置·利弗3莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)）。國(guó)家點(diǎn)火裝置運(yùn)行(1.9MJ)自持燃燒等離子體按勞森判據(jù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火1.5>2日2021年8月8日2022年12月5日2023年7月30日2023年10月8日2023年10月30日2024年2月12日國(guó)家點(diǎn)火裝置運(yùn)行(1.9MJ)自持燃燒等離子體按勞森判據(jù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火1.5>2日2021年8月8日2022年12月5日2023年7月30日2023年10月8日2023年10月30日2024年2月12日 11創(chuàng)造世界退役工作

運(yùn)了40年之后，歐洲聯(lián)合環(huán)（JET）在2023年全年開展了最后的氘-氚實(shí)驗(yàn)，然后啟動(dòng)了退役工作，這將持續(xù)到2040年左右。歐洲聯(lián)合環(huán)的退役使得可以分析真空室內(nèi)材料在運(yùn)行期間隨著時(shí)間推移而發(fā)生的變化，由此將可為聚變社區(qū)提供寶貴信息。在2023年12月的最后實(shí)驗(yàn)中，歐洲聯(lián)合環(huán)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)突破性的里程碑[2]。科學(xué)家們將自持聚變維持了5秒，以最少的燃料產(chǎn)生了69兆焦耳的能量，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。他們探索了一些創(chuàng)新技術(shù)，如反轉(zhuǎn)等離子體形狀以加強(qiáng)對(duì)其約束。此外，他們還故意將等離子體破裂時(shí)產(chǎn)生的高能電子束射向內(nèi)壁，以增進(jìn)對(duì)束控制和損傷機(jī)理的理解?！?1統(tǒng)圖 27鳥瞰圖22實(shí)驗(yàn)堆邁進(jìn)基線

國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆（ITER）項(xiàng)目經(jīng)歷了過渡期，現(xiàn)正按照新的項(xiàng)目基線向前推進(jìn)。關(guān)鍵部件的維修正在按計(jì)劃進(jìn)行。建造、制造、組裝和系統(tǒng)調(diào)試工作繼續(xù)取得進(jìn)展。經(jīng)過一年多的審查，2024年6月，向國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆理事會(huì)提交了一份新的基線提案，該提案現(xiàn)已成為暫定參考時(shí)間表。5發(fā)現(xiàn)若干真空室扇段斜削接頭的幾何尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)而且熱屏蔽層冷卻管上有氯化物腐蝕裂紋，并進(jìn)行了分析，同時(shí)展開了維修，這使得國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆托卡馬克的組裝工作放緩。與此同時(shí)，對(duì)根本原因進(jìn)行了評(píng)定，包括對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量文化的自查，從而進(jìn)行了重組，以便為未來(lái)挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備。與法國(guó)核安全管理局進(jìn)行了廣泛討論，以加強(qiáng)與國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆許可證審批工作同時(shí)進(jìn)行的安全驗(yàn)證。同時(shí)，供電系統(tǒng)、低溫設(shè)備和冷卻水系統(tǒng)均已安裝并基本完成調(diào)試。所有極向場(chǎng)和環(huán)向場(chǎng)線圈以及大部分的中心螺線管模塊和其他主要部件均已交付?！?1過去一年的最大任務(wù)就是將這些要素整合到一個(gè)實(shí)際可行的最新項(xiàng)目基線當(dāng)中。由此產(chǎn)生的提案合并了先前設(shè)想的組裝和運(yùn)行階段。通過在初步運(yùn)行前將偏濾器、屏蔽塊、犧牲性第一壁和其他降低風(fēng)險(xiǎn)的部件整合到一個(gè)更完整的裝置當(dāng)中，并在安裝前對(duì)一些環(huán)向場(chǎng)和極向場(chǎng)線圈進(jìn)行充分測(cè)試，可降低技術(shù)和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。2034年開始研究運(yùn)行后，也將開啟大量有關(guān)氫和氘-氘等離子體的實(shí)驗(yàn)，為期27個(gè)月，以期在2036年最終實(shí)現(xiàn)以全磁能和等離子體電流（15兆安）長(zhǎng)脈沖運(yùn)行托卡馬克。研究運(yùn)行階段的開始將在很大程度上驗(yàn)證工業(yè)規(guī)模的聚變運(yùn)行所需各種系統(tǒng)的集成情況。氘–氚運(yùn)行階段的開始時(shí)間將比之前的基線推遲四年，即從2035年推遲至2039年?！?段件行定位）的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的圖片來(lái)源：國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆，7

氘–沖運(yùn)行能沖運(yùn)行2039年開始氘–氚運(yùn)行1以來(lái)取得的更多進(jìn)展機(jī)構(gòu)《世界聚變展望》1以來(lái)取得的更多進(jìn)展JT-60SA托卡馬克產(chǎn)生了第一等離子體[3]。這臺(tái)四層樓高的裝置可將等離子體加熱到兩億攝氏度并維持約100秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以前的大型托卡馬克。JT-60SA中的等離子體與計(jì)劃用于國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆的等離子體非常相似，物理學(xué)家可以利用它來(lái)研究等離子體穩(wěn)定性及其如何在長(zhǎng)時(shí)間尺度上影響聚變功率輸出，從而提供可適用于未來(lái)托卡馬克的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。同樣在日本，日本六所村安裝了國(guó)際聚變材料輻照設(shè)施（IFMIF）線性原型加速器。中國(guó)的先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)了403秒的

穩(wěn)態(tài)高約束長(zhǎng)脈沖等離子體運(yùn)行[4]。這一成就提高了先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置在2017年創(chuàng)造的101秒的原始記錄。在高約束等離子體運(yùn)行期間，粒子的溫度和密度大大提高，這將提高未來(lái)聚變電廠的發(fā)電效率。同樣在中國(guó)，由于加熱、運(yùn)行、控制、診斷和供電系統(tǒng)的升級(jí)，環(huán)流三號(hào)（HL-3）托卡馬克首次在高約束模式下運(yùn)行，等離子體電流達(dá)到100萬(wàn)安培?！鲰n國(guó)聚變能研究所的研究人員在努力改進(jìn)韓國(guó)超導(dǎo)托卡馬克先進(jìn)研究裝置（KSTAR）創(chuàng)造了48秒達(dá)到一億攝氏度高溫的

紀(jì)錄，并將等離子體高約束模式維持了100多秒。這一成就是繼2021年將等離子體高約束模式維持30秒之后的又一里程碑，標(biāo)志著聚變能研究取得了重大進(jìn)展。韓國(guó)超導(dǎo)托卡馬克先進(jìn)研究裝置的目標(biāo)是到2026年實(shí)現(xiàn)將一億度高溫等離子體維持300秒鐘。根據(jù)國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆用鎢偏濾器取代鈹偏濾器的決定，韓國(guó)超導(dǎo)托卡馬克先進(jìn)研究裝置現(xiàn)在運(yùn)行時(shí)便采用了鎢偏濾器?！? 22234科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，日本）。盟（歐盟運(yùn)托卡J-0A來(lái)源：洲聯(lián)34科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，日本）。所，大韓民國(guó)）。克研馬所，大韓民國(guó)）。西子·的羅片來(lái)9中國(guó)）。來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研片9中國(guó)）。 11意大利偏濾器托卡馬克試驗(yàn)（DTT）設(shè)施的建造繼續(xù)取得進(jìn)■

與韓國(guó)超導(dǎo)托卡馬克先進(jìn)研究裝置類似，法國(guó)鎢環(huán)境穩(wěn)態(tài)托卡馬克（WEST）位于法國(guó)可替代能源和原子能委員會(huì)的卡達(dá)拉奇場(chǎng)址，采用鎢偏濾器，也已成功開始運(yùn)行。在最初的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，通過一系列各持續(xù)約一分鐘的等離子體脈沖產(chǎn)生了高中子通量，證明了這一新部件的耐久性和性能。此外，在一次協(xié)作努力中，法國(guó)可替代能源和原子能委員會(huì)與美國(guó)普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的研究人員實(shí)現(xiàn)了一個(gè)

重要的里程碑，將約5000萬(wàn)攝氏度的聚變等離子體維持了創(chuàng)紀(jì)錄的六分鐘[5]。與之前的嘗試相比，此次突破與多注入15%的能量和將等離子體的密度增加了一倍有關(guān)，并突顯了鎢包殼聚變裝置在未來(lái)商業(yè)聚變電廠中的潛能?！?12112（聯(lián)化體，意大利）。和原子能委員會(huì)，法國(guó)）。托卡馬克（圖片來(lái)源：法國(guó)可替代能源體，意大利）。和原子能委員會(huì)，法國(guó)）。1由通用原子公司為美國(guó)能源部運(yùn)營(yíng)的美國(guó)國(guó)家聚變?cè)O(shè)施DIII-D已完成重大升級(jí)，包括新的等離子體控制系統(tǒng)、先進(jìn)的診斷工具、改進(jìn)了加熱和電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并增強(qiáng)了偏濾器系統(tǒng)。這些升級(jí)為DIII-D配備了多種先進(jìn)工具，使其能夠以符合聚變電廠需求的方式運(yùn)行。就在此次升級(jí)之前，DIII-D的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了此前從未曾同時(shí)實(shí)現(xiàn)過的燃料高密度和12SR美國(guó)）。 2置組裝的SA亞諾·格羅西參觀準(zhǔn)備進(jìn)行2 32313高約束模式相結(jié)合[6]。這種運(yùn)行機(jī)制滿足了全球許多聚變電廠設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要求，并為生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上具有吸引力的聚變能開辟了一條潛在道路。此外，在DIII-D的實(shí)驗(yàn)中，普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的研究人員證實(shí)，他們的人工智能模型經(jīng)過僅就以往實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的訓(xùn)練后，可以最多提前300毫秒預(yù)測(cè)潛在的等離子體不穩(wěn)定性（亦即“撕裂模式不13

穩(wěn)定性”）[7]。人工智能控制器能夠在不穩(wěn)定性出現(xiàn)之前進(jìn)行預(yù)測(cè)并加以避免，為能夠在聚變電廠實(shí)時(shí)支持穩(wěn)定、高功率等離子體機(jī)制的控制器鋪平了道路?！雎?lián)邦聚變系統(tǒng)公司（CFS）為產(chǎn)生凈科學(xué)能量增益而規(guī)劃的托卡馬克—SPARC的建造場(chǎng)址已穩(wěn)步取得進(jìn)展。隨著真空室運(yùn)抵，該項(xiàng)目達(dá)成了一個(gè)重要的里

程碑。SPARC預(yù)計(jì)將于2025年投入運(yùn)行，驗(yàn)證凈科學(xué)能量增益。繼SPARC之后，后續(xù)項(xiàng)目ARC預(yù)計(jì)將于21世紀(jì)30年代中期完工，以驗(yàn)證電力生產(chǎn)?！雒绹?guó)）。等離子體控制診斷設(shè)備（圖片來(lái)DII-，美國(guó)）。等離子體控制

工智用于聚變能2美國(guó)）。Fa司，2美國(guó)）。2260量115Zap能源公司的Z箍縮實(shí)驗(yàn)115（FuZE）實(shí)現(xiàn)了1-3千電子伏[8]的等離子體電子溫度，即超過了1000萬(wàn)攝氏度。該裝置的性能已達(dá)到可與世界領(lǐng)先的聚變實(shí)驗(yàn)裝置相媲美的水平。與此同時(shí)，基于相同技術(shù)的聚變電廠的開發(fā)也在進(jìn)行中?！瞿芰科纥c(diǎn)開發(fā)的開創(chuàng)性高溫超導(dǎo)（HTS）托卡馬克裝置—洪荒70（HH70）已獲得其第一等離子體。該裝置環(huán)向磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為0.6特斯拉，大半徑為0.75米，磁體系統(tǒng)由26個(gè)高溫超導(dǎo)磁體構(gòu)成。展望未來(lái)，能量奇點(diǎn)正在規(guī)劃其下一代強(qiáng)磁場(chǎng)高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置洪荒170（HH170），其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)氘-氚等效能量增益大于10?！鲭姀S在加拿大、中國(guó)、德國(guó)、以色列、日本、大韓民國(guó)、俄羅斯聯(lián)邦、瑞典、英國(guó)和美國(guó)，至少有20個(gè)聚變電廠概念處于不同的開發(fā)階段，目標(biāo)完成日期都在21世紀(jì)20年代末至50年代中期之間。各國(guó)政府、私營(yíng)公司和一些公私合資企業(yè)正在開發(fā)這些概念。1717聚變中試廠成功指標(biāo)[9、10]類別 指標(biāo)100-500

通用聚變電廠（通用聚變公司，加拿大）通用聚變公司的目標(biāo)是在21≥50（電）峰值發(fā)電量

世紀(jì)30年代早中期建成世界上第Qe>1 a

一座磁化靶聚變電廠。由于聚變多環(huán)境周期運(yùn)行范圍7.面向等離子體部件在同類首座聚變電廠典型環(huán)境中可抵御燃料和灰燼7.面向等離子體部件在同類首座聚變電廠典型環(huán)境中可抵御燃料和灰燼氦灰所造成的損壞11.明確界定的氚問責(zé)制以及能夠滿足問責(zé)制要求的分析方法109.氚庫(kù)存≤1千克8

裝置中的液態(tài)金屬襯里由活塞陣列進(jìn)行機(jī)械壓縮，聚變條件以短脈沖實(shí)現(xiàn)，而非形成一個(gè)持續(xù)的過程。這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)不需要超導(dǎo)磁體或激光陣列，旨在解決材料降質(zhì)、燃料生產(chǎn)、能量捕集和商業(yè)化的成本障礙等問題。按照目前的設(shè)計(jì)，通用聚變電廠將通過兩臺(tái)150兆瓦的裝置串聯(lián)運(yùn)行，產(chǎn)生約300兆瓦（電），從而提供具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的零碳電力?？紤]因素經(jīng)濟(jì)性減少氚釋放C級(jí)以上廢物活化廢物的退役50-60

2024年1月，同行評(píng)審的結(jié)果證實(shí)，通用聚變公司可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)電廠所需的平穩(wěn)、快速和對(duì)稱聚變電廠環(huán)境周期包括安裝核心部件、電廠運(yùn)行至這些部件降質(zhì)，然后實(shí)施維護(hù)以繼續(xù)運(yùn)行。雖然這個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間并未精確界定，而且可能因設(shè)計(jì)而異，但在同類首座聚變電廠需要維護(hù)或維修之前，這個(gè)周期通常約為全功率運(yùn)行一年。說(shuō)明：指標(biāo)列灰色部分針對(duì)氘-氚聚變電廠。1921927聚變電力系統(tǒng) 雪崩能源公司、藍(lán)色激光聚變公司、Helion能源公司、京都聚工程公司、勞倫斯維爾等離子物理公司聚變項(xiàng)目、磁慣性聚變技術(shù)公司、nT-Tao、Openstar技術(shù)公司、普林斯頓聚變系統(tǒng)公司

Acceleron聚變公司、聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司、Deutelio公司、Ex-Fusion公司、第一光聚變公司、Fuse公司、通用原子公司、通用聚變公司、HB11能源公司、Helical聚變株式會(huì)社、朗維尤聚變能源系統(tǒng)公司、Marvel聚變公司、Nearstar聚變公司、NK實(shí)驗(yàn)室、諾瓦特倫聚變集團(tuán)、Openstar技術(shù)公司、比鄰星聚變電廠、Realta聚變公司、復(fù)興聚變公司、Stellarex公司、TAE科技公司、泰拉聚變能源公司、Thea能源公司、托卡馬克能源公司、TypeOne能源集團(tuán)、Xcimer能源公司、Zap能源公司 的液腔壓縮。2024年3月，該公司還通過開發(fā)專有代碼，在商用裝置的液態(tài)金屬襯里建模方面取得了突破，從而能夠?qū)﹄姀S的各種設(shè)計(jì)和配置進(jìn)行測(cè)試。中國(guó)聯(lián)合體、新奧科技發(fā)展有限公司、聚焦能源公司、高斯聚變公司、新奧聚變公司、中國(guó)聯(lián)合體、新奧科技發(fā)展有限公司、聚焦能源公司、高斯聚變公司、新奧聚變公司、歐洲聚變聯(lián)盟、韓國(guó)聯(lián)合體、俄羅斯聯(lián)合體LaserFusionX、英國(guó)工業(yè)聚變解日本聯(lián)合體、閃耀技術(shù)公司印度聯(lián)合體決方案有限公司19（圖片來(lái)源公司，加拿大）。5435431中國(guó)）。1中國(guó)）。2323片來(lái)源：歐洲聚變聯(lián)盟，德國(guó)）。 學(xué)， usGG變公司，德國(guó)）。中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（中國(guó)聯(lián)合體，中國(guó)）中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）是一個(gè)基于傳統(tǒng)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概念，目前正由一個(gè)國(guó)家聯(lián)合體在中國(guó)開發(fā)。中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆是中國(guó)實(shí)現(xiàn)聚變能路線圖中的下一代裝置。建造工作預(yù)計(jì)將于2040年完工。中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆預(yù)計(jì)將彌補(bǔ)國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆與聚變電廠之間的差距，并驗(yàn)證凈電力增益和0.5的占空比。中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆的研究和開發(fā)計(jì)劃將分為兩個(gè)階段。在第一階段，工作重點(diǎn)將是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和驗(yàn)證氚自給自足，聚變功率達(dá)到200兆瓦。這一階段將解決與自持燃燒等離子體物理研究與發(fā)展有關(guān)的問題，以確定先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的可行性。第二階段將重點(diǎn)驗(yàn)證聚變功率超過1吉瓦后的電廠相關(guān)技術(shù)。第二階段的關(guān)鍵成果就是為設(shè)計(jì)商業(yè)發(fā)電廠搭建一個(gè)RAMI1數(shù)據(jù)庫(kù)。中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆的一些概念設(shè)計(jì)參數(shù)包括：大半徑=7.2米，小半徑=2.2米，等離子體拉長(zhǎng)比κ95=2，等離子體電流=14兆安，軸磁場(chǎng)強(qiáng)度=6.5特斯拉，歸一化貝塔值βN=2.3，預(yù)計(jì)科學(xué)能量增益Qsci=20。歐盟示范聚變電廠（歐洲聚變聯(lián)盟，歐盟）歐盟示范聚變電廠（EU-DEMO）是歐洲聚變能發(fā)展聯(lián)盟（歐洲聚變聯(lián)盟）正在開發(fā)的一個(gè)基于傳統(tǒng)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概念。在歐洲聚變發(fā)電路線圖中，歐盟示范聚變電廠是繼國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆之后的又一座設(shè)施。該項(xiàng)目目前正處于概念設(shè)計(jì)階段，預(yù)計(jì)將于2050年之前開始運(yùn)行。歐盟示范聚變電廠的目標(biāo)是通過產(chǎn)生約500兆瓦（電）的凈電力來(lái)驗(yàn)證聚變能在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性，并實(shí)現(xiàn)氚自給自足。目前正在圍繞幾種設(shè)計(jì)方案展開研究。這些方案將對(duì)電廠的若干項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生影響，其中包括偏濾器配置和增殖包層解決方案等。歐盟示范聚變電廠的預(yù)先概念設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)該設(shè)施的大半徑約為9米，聚變功率約為2吉瓦。目前關(guān)注的重點(diǎn)是要最大限度地縮小裝置尺寸和降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，以便及早部署。

GaussGIGA（高斯聚變公司，德國(guó)）高斯聚變公司的目標(biāo)是到2045年，以仿星器設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并開發(fā)出一座吉瓦級(jí)聚變電廠GaussGIGA。該項(xiàng)目將通過與一些國(guó)家和歐洲研究機(jī)構(gòu)的公私合作模式來(lái)實(shí)施。目前的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)具有相對(duì)較高的長(zhǎng)寬比，截面與國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆類似，允許使用各種磁體和真空室，而這些都在該行業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝能力范圍內(nèi)。高斯聚變公司計(jì)劃繞過對(duì)中間實(shí)驗(yàn)或示范裝置的需求，加快部署。將利用同類首座聚變電廠的多階段調(diào)試過程來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。調(diào)試工作預(yù)計(jì)將分階段進(jìn)行，每個(gè)階段都旨在收集最大量的數(shù)據(jù)，并促成持續(xù)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展和升級(jí)。該過程將從初始等離子體裝置開始，隨后是示范遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，再過渡到具有氚處理能力的裝置，最后便是完全連續(xù)的燃料循環(huán)和發(fā)電。預(yù)計(jì)這種分階段辦法將有利于實(shí)現(xiàn)技術(shù)開發(fā)時(shí)間表的解耦，以及參數(shù)、診斷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的微調(diào)。此外，它還有助于收集關(guān)鍵材料數(shù)據(jù)。■比鄰星聚變電廠（比鄰星聚變公司，德國(guó)）比鄰星聚變公司專注于使用高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，開發(fā)強(qiáng)磁場(chǎng)準(zhǔn)等動(dòng)力仿星器。該公司的聚變電廠概念是對(duì)德國(guó)開創(chuàng)性仿星器Wendelstein7-X（W7-X）的繼承，那一仿星器首先開發(fā)了準(zhǔn)等動(dòng)力優(yōu)化原理和磁島偏濾器方案。比鄰星聚變公司的電廠設(shè)計(jì)依靠高溫超導(dǎo)技術(shù)來(lái)達(dá)到傳統(tǒng)（低溫）超導(dǎo)磁體所無(wú)法獲得的磁場(chǎng)振幅，并采用了綜合計(jì)算設(shè)計(jì)來(lái)克服以往支撐結(jié)構(gòu)方面的工程限制。比鄰星聚變公司的準(zhǔn)等動(dòng)力仿星器設(shè)計(jì)依靠的是高頻電子回旋共振加熱和水冷鋰鉛增殖包層。■21Tao裝置（nT-Tao，以色列）21nT-Tao是一家以色列初創(chuàng)公司，正在設(shè)計(jì)一座大概集裝箱大小的聚變電廠。該系統(tǒng)可為現(xiàn)有電網(wǎng)提供10到20兆瓦的電力，也可作為獨(dú)立且可擴(kuò)展的遠(yuǎn)程能源解決方案。nT-Tao計(jì)劃在這個(gè)十年結(jié)束前1RAMI代表可靠性、可用性、可維護(hù)性和可檢查性，描述的是一個(gè)過程，其主要目的是確保在運(yùn)行階段，聚變電廠的所有系統(tǒng)都是可靠的，并可在運(yùn)行條件下保持其性能和最佳可用性。完成商業(yè)原型設(shè)計(jì)。nT-Tao的解決方案依靠的是基于專有脈沖的等離子體加熱方法和基于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定環(huán)的磁室拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。nT-Tao的方案旨在縮小裝置的尺寸，以便能夠快速地開發(fā)迭代、降低成本和減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜性?！鯤elical聚變電廠（Helical聚變株式會(huì)社，日本）Helical聚變株式會(huì)社的目標(biāo)是在2034年之前開發(fā)出穩(wěn)態(tài)聚變裝置，并計(jì)劃在21世紀(jì)40年代實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。該電廠采用以兩個(gè)螺旋線圈為特征的螺旋器配置，并結(jié)合了高溫超導(dǎo)體和液態(tài)金屬包層技術(shù)。這種柔韌、高電流密度的高溫超導(dǎo)體可用于制造緊湊型螺旋線圈。液態(tài)金屬包層可保護(hù)面向等離子體的各壁，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。此外，與其他仿星器相比，螺旋器的設(shè)計(jì)更便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)維護(hù)，因此特別適合商業(yè)化。這些創(chuàng)新技術(shù)有助于建造電力輸出為50-100兆瓦（電）的緊湊型聚變電廠?！鋈毡臼痉毒圩冸姀S（日本聯(lián)合體，日本）日本示范聚變電廠（JADEMO）是日本正在開發(fā)的一個(gè)基于傳統(tǒng)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概念。日本示范聚變電廠的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)超過數(shù)百兆瓦（電）的穩(wěn)定電力輸出，實(shí)現(xiàn)氚自給自足，并且電廠可利用率能彌合聚變能商業(yè)化的差距。日本示范聚變電廠的核心原則包括驗(yàn)證基于國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆部件設(shè)計(jì)的技術(shù)可行性，并確保從脈沖運(yùn)行（約小時(shí)）到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的運(yùn)行靈活性。日本示范聚變電廠的建造工作預(yù)計(jì)將于2045年之前完工，并計(jì)劃在此后不久，通過脈沖運(yùn)行驗(yàn)證電力生產(chǎn)。第二階段的目標(biāo)是到2055年實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。日本示范聚變電廠的一些概念設(shè)計(jì)參數(shù)包括：聚變功率=1.5吉瓦，大半徑=8.5米，小半徑=2.42米，等離子體拉長(zhǎng)比κ95=1.65，等離子體電流=12.3兆安，軸磁場(chǎng)強(qiáng)度=5.94特斯拉，歸一化貝塔值βN=3.4，電流驅(qū)動(dòng)功率=83.7Qsci=17.5。韓國(guó)示范聚變電廠（韓國(guó)聯(lián)合體，大韓民國(guó)）韓國(guó)示范聚變電廠（K-DEMO）是大韓民國(guó)正在開發(fā)的一個(gè)基于傳統(tǒng)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概片來(lái)源：n-aTao裝置

念。韓國(guó)示范聚變電廠的概念設(shè)計(jì)參數(shù)包括：大半徑為6.8米，小半徑為2.1米，環(huán)向磁場(chǎng)強(qiáng)度約為7特斯拉（使用低溫超導(dǎo)體），等離子體電流大于12兆安。韓國(guó)示范聚變電廠的工程設(shè)計(jì)預(yù)定于2035年完成。近期的一個(gè)重點(diǎn)是設(shè)計(jì)空間，已利用超級(jí)計(jì)算資源進(jìn)行了探究，以研究全局參數(shù)。除基本概念外，還在研究第二種路徑，即利用高溫超導(dǎo)磁體做出更小、更先進(jìn)的設(shè)計(jì)?！龆砹_斯示范聚變電廠（俄羅斯聯(lián)合體，俄羅斯聯(lián)邦）俄羅斯示范聚變電廠（DEMO-RF）是一個(gè)基于傳統(tǒng)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概念，正由一個(gè)國(guó)家聯(lián)合體在俄羅斯聯(lián)邦開發(fā)。俄羅斯示范聚變電廠的建造工作預(yù)計(jì)將于2055年之前完工，其后目標(biāo)是驗(yàn)證凈電力增益。俄羅斯示范聚變電廠的各項(xiàng)功能正在開發(fā)當(dāng)中。按照目前的概念設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)可將該設(shè)施用作一個(gè)單純的聚變能電廠，或是一座聚變-裂變混合反應(yīng)堆，配有高溫超導(dǎo)磁體，總磁場(chǎng)強(qiáng)度大于8特斯拉，等離子體電流約為5兆安。關(guān)于第一壁和偏濾器，正在考慮采用液態(tài)金屬的面向等離子體部件。此外，俄羅斯聯(lián)邦計(jì)劃開發(fā)一座名為示范聚變電廠聚變中子源的聚變-裂變混合反應(yīng)堆。該反應(yīng)堆不僅要通過聚變產(chǎn)生能量，還要利用聚變產(chǎn)生的中子將非裂變鈾轉(zhuǎn)化為易裂變核材料或是對(duì)長(zhǎng)壽命放射性廢物進(jìn)行嬗變。示范聚變電廠聚變中子源計(jì)劃于2033年之前完工，是俄羅斯聯(lián)邦到2050變能的快車道戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵組成部分?！鯪4（諾瓦特倫聚變集團(tuán)，瑞典）諾瓦特倫聚變集團(tuán)正在開發(fā)一個(gè)基于傳統(tǒng)磁鏡設(shè)計(jì)的聚變電廠概念。該公司的路線圖包括開發(fā)兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置（N1和N2）、一座商業(yè)化前的示范廠（N3）和首座此類聚變電廠N4。目前，他們正在推進(jìn)對(duì)N1的概念驗(yàn)證，目標(biāo)是在21世紀(jì)30年代末之前使N4實(shí)現(xiàn)1.5吉瓦（電）的發(fā)電量。按照設(shè)計(jì)，N4將以穩(wěn)態(tài)模式運(yùn)行，有持續(xù)的燃料供應(yīng)并可抽取廢氣，從而可以將電離粒子直接轉(zhuǎn)化為電力。此外，N4還可采用高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，進(jìn)一步提高其性能和效率。■lialia）。1托卡馬克能源公司聚變中試廠1托卡馬克能源公司，英國(guó)）2托卡馬克能源公司的聚變中試廠旨在集成、測(cè)試和驗(yàn)證后續(xù)商業(yè)聚變電廠所需的所有系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)是一個(gè)長(zhǎng)寬比較低的托卡馬克，采用高溫超導(dǎo)（稀土鋇銅氧化物）環(huán)向場(chǎng)磁體，并旨在驗(yàn)證可產(chǎn)生凈能量輸出的燃燒等離子體的持續(xù)脈沖。該項(xiàng)目正由一個(gè)來(lái)自美國(guó)和英國(guó)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在美國(guó)能源部“基于里程碑的聚變發(fā)展計(jì)劃”下合作設(shè)計(jì)和開發(fā)。■254323構(gòu)，日本）。圖（圖片來(lái)源：托卡馬克能源公司54323構(gòu)，日本）。

片來(lái)源：。 圖片來(lái)源：量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)11能源生產(chǎn)用球形托卡馬克（英國(guó)工業(yè)聚變解決方案有限公司，英國(guó)）能源生產(chǎn)用球形托卡馬克（STEP）原型聚變電廠旨在驗(yàn)證凈能量、燃料自給自足和通向商業(yè)聚變電力的路徑，目標(biāo)是在2040年實(shí)現(xiàn)首次運(yùn)行[11]。能源生產(chǎn)用球形托卡馬克的團(tuán)隊(duì)采用了一種基于數(shù)字集的設(shè)計(jì)方法，該方法已接受過多次概念成熟度審查和若干次獨(dú)立技術(shù)咨詢組評(píng)估。概念設(shè)計(jì)會(huì)審慎地平衡性能、成本、大小和風(fēng)險(xiǎn)，并將于2025年開始進(jìn)行詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)。英國(guó)工業(yè)聚變解決方案有限公司是英國(guó)原子能管理局集團(tuán)的一家全資附屬公司，將負(fù)責(zé)交付能源生產(chǎn)用球形托卡馬克，并帶領(lǐng)一個(gè)公私聯(lián)盟，設(shè)計(jì)和建造這座將坐落于西伯頓的電廠，那里曾是英格蘭北部一個(gè)燃煤發(fā)電站的場(chǎng)址。除電廠外，能源生產(chǎn)用球形托卡馬克的任務(wù)還包括開發(fā)世界領(lǐng)先的聚變供應(yīng)鏈，以支持聚變能的

商業(yè)化。能源生產(chǎn)用球形托卡馬克將建立新的供應(yīng)商基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中包括全廠集成商和系統(tǒng)制造商，它們可在世界各地設(shè)計(jì)和交付未來(lái)的聚變電廠?！鯝RC（聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司，美國(guó)）ARC是聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司（CFS）正在開發(fā)的一個(gè)基于傳統(tǒng)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概念。ARC的目的是利用高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，驗(yàn)證聚變能的商業(yè)可行性。ARC將是緊湊型傳統(tǒng)托卡馬克，配備的高溫超導(dǎo)磁體能夠產(chǎn)生約400兆瓦（電），大半徑約為4米，小半徑約為1.2米，軸磁場(chǎng)強(qiáng)度約為11特斯拉。ARC將采用高溫超導(dǎo)環(huán)向場(chǎng)、極向場(chǎng)和中心螺線管磁線圈。其中部分線圈將帶有接頭，以便于拆卸和快速更換真空室，從而減輕第一壁壽期問題，并使得有可能在單個(gè)托卡馬克中更改真空室設(shè)計(jì)和更換偏濾器材料。））

2通用原子公司聚變中試廠將依靠先

來(lái)C系圖片342ARC將得益于從SPARC托卡馬克中獲得的信息和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，后者目前正在開發(fā)當(dāng)中（2023年2開始建造），預(yù)計(jì)將于2025年完成建造，于2026投入運(yùn)行，并產(chǎn)生凈科學(xué)能量增益。SPARC托卡馬克大廳的建造已接近尾聲，設(shè)備部件已運(yùn)抵并于今年開始組裝。聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司披露已籌集了約21億美元的資金，現(xiàn)有全職員工800多名，致力于支持SPARC的建造、聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司磁體工廠中高溫超導(dǎo)磁體的制造和促進(jìn)ARC的研究與發(fā)展?！?42通用原子公司聚變中試廠（通用原子公司，美國(guó)）通用原子公司聚變中試廠（GA-FPP）是通用原子公司正在開發(fā)的一個(gè)基于穩(wěn)態(tài)緊湊型先進(jìn)托卡馬克設(shè)計(jì)的聚變電廠概念。這種設(shè)計(jì)方案將依靠先進(jìn)的傳感器、控制算法和高性能計(jì)算機(jī)來(lái)控制等離子體、產(chǎn)生氚的碳化硅增殖包層以及為聚變等離子體提供動(dòng)力所需的微波加熱?！雒绹?guó)）。極li公一美國(guó)）。

北極星（Helion能源公司，美國(guó)）Helion能源公司已經(jīng)建造了六臺(tái)聚變?cè)蜋C(jī)，目前正在建造第七臺(tái)，取名“北極星”。北極星標(biāo)志著商業(yè)聚變能領(lǐng)域的一次重大飛躍，其目標(biāo)是成為聚變發(fā)電的第一臺(tái)裝置。北極星所在的設(shè)施有半個(gè)足球場(chǎng)大小，可被視為Helion能源公司的預(yù)生產(chǎn)聚變裝置，為首座商業(yè)聚變電廠鋪平了道路。北極星總長(zhǎng)19米，按照設(shè)計(jì)，可使用的燃料類型包括氘-氘、氘-氦-3和氘-氚。25它將以0.1赫茲或更快的重復(fù)率運(yùn)行，電容器組的容量超過50兆焦耳。場(chǎng)強(qiáng)峰值可達(dá)到15特斯拉以上，相當(dāng)于約1000個(gè)大氣壓。北極星將配備3800診斷系統(tǒng)和氣體過濾系統(tǒng)，以測(cè)量其性能并過濾其產(chǎn)生的產(chǎn)品?！?52朗維尤電廠（朗維尤聚變能源系統(tǒng)公司，美國(guó)）2朗維尤聚變能源系統(tǒng)公司的目標(biāo)是開發(fā)一座基于激光驅(qū)動(dòng)慣性約束設(shè)計(jì)的聚變電廠，并將與福陸（Fluor）公司共同進(jìn)行設(shè)計(jì)。該電廠將成為供國(guó)家和國(guó)際部署的未來(lái)商業(yè)電廠示范?！鯯X0（Stellarex公司，美國(guó)）Stellarex公司成立于2022年，是根據(jù)仿星器設(shè)計(jì)開發(fā)聚變電廠的先驅(qū)。Stellarex公司與安大略電SX0，在2030凈能量增益，再完成Stellarex聚變電廠SX1能夠生產(chǎn)兆瓦（熱）和兆瓦（電）?！?/p>

達(dá)芬奇（TAE科技公司，美國(guó)）TAE科技公司自成立伊始，便一直致力于使用氫-硼進(jìn)行聚變。這種燃料安全且資源豐富，可供應(yīng)超過10萬(wàn)年，而且世界各地均可獲得；不過，它需要保持較高溫度才能形成一個(gè)可產(chǎn)生能量的聚變等離子體。為達(dá)到這樣的性能水平，TAE科技公司開發(fā)了一個(gè)被稱為“先進(jìn)束流驅(qū)動(dòng)場(chǎng)反向位形”的專有平臺(tái)。這一方案結(jié)合了等離子體物理學(xué)和加速器物理學(xué)的最深?yuàn)W原理，用于加熱和穩(wěn)定等離子體。此外，這種緊湊的線性位形有利于縮小裝置的物理尺寸，從而使其更具可擴(kuò)展性和成本效益。TAE科技公司的第七代裝置達(dá)芬奇預(yù)計(jì)將成為世界上第一座氫-硼原型聚變電廠，于21世紀(jì)30年代初向電網(wǎng)提供凈電力?！?公司，美國(guó)）。11公司，美國(guó)）。（圖片來(lái)源：TAE科技公司，美國(guó)）。

設(shè)計(jì)（圖片來(lái)源：朗維尤聚變能源系

pZp能源公美國(guó)）。3Zap電廠（Zap能源公司，美國(guó)）3ZZ狀物朝著裝置的內(nèi)陰極（或帶負(fù)電的一端）向下運(yùn)味著單個(gè)聚變裝置可能僅3米寬，但可產(chǎn)生約50兆瓦（電），足以為一座小城市供電，而Zap能源公司的每座電廠或許都可以安裝多臺(tái)裝置?！鱿到y(tǒng)中的作用

聚變能在電力系統(tǒng)脫碳中的作用在脫碳世界中，聚變具有數(shù)萬(wàn)億美元的潛在社會(huì)價(jià)值。部署規(guī)模和時(shí)間以及聚變電廠的運(yùn)行，在很大程度上取決于：聚變費(fèi)用（聚變電廠的主要成本動(dòng)因包括設(shè)備費(fèi)用、監(jiān)管考慮因素和運(yùn)營(yíng)和維護(hù)費(fèi)用）；各地區(qū)替代低碳技術(shù)的費(fèi)用和可用性；碳排放限制；經(jīng)濟(jì)和電力需求增長(zhǎng)；27市場(chǎng)設(shè)計(jì)。27要實(shí)現(xiàn)聚變規(guī)?；?，就必須開發(fā)材料并發(fā)展利基元件的制造能力，而原材料情況則又不同[12]?！霰尘胺桨竿怀鰪?qiáng)調(diào)公共和私營(yíng)部門在聚變能發(fā)展計(jì)劃方面的努力29公司的激增投資目標(biāo)全目標(biāo)要素》

這一激增使得有必要促進(jìn)全球參與，以加快科技發(fā)展，建立供應(yīng)鏈和制定監(jiān)管框架。全球各國(guó)政府已開始認(rèn)識(shí)到聚變能的潛力，正在大力投資研究與發(fā)展工作，以推動(dòng)進(jìn)展。各國(guó)正在起草國(guó)家戰(zhàn)略，包括制定初步監(jiān)管框架和加強(qiáng)與供應(yīng)鏈的接觸，同時(shí)，還撥出大量資金，支持公共和私營(yíng)部門的各項(xiàng)舉措。協(xié)作努力也在不斷增加，各國(guó)簽訂了共享知識(shí)、資源和基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)議，以加快實(shí)現(xiàn)聚變能商業(yè)化生產(chǎn)的步伐。科學(xué)突破與支持性政策框架協(xié)同作用，正在打造一個(gè)健全的生態(tài)系統(tǒng)，目標(biāo)是在不久的將來(lái)，使聚變能成為現(xiàn)實(shí)。聚變能正在引起大量利益相關(guān)方日益濃厚的興趣。在該行業(yè)，聚變技術(shù)開發(fā)商已與各種各樣尋求在未來(lái)獲得一種清潔可靠能源的最終用戶達(dá)成一系列協(xié)議。最終用戶從包括亞馬遜、谷歌和微軟等公司在內(nèi)的技術(shù)行業(yè)（隨著其人工智能系統(tǒng)的發(fā)展，這些公司的電力需求將飛速增長(zhǎng)），到化石燃料能源公司、公用事業(yè)公司、供應(yīng)鏈公司、電動(dòng)汽車領(lǐng)域，甚至是在凈零之路上開發(fā)直接空氣捕集技術(shù)以去除大氣中的二氧化碳的初創(chuàng)公司，不一而足?！鲂袠I(yè)主導(dǎo)可將規(guī)?；纳虡I(yè)聚變作為未來(lái)應(yīng)對(duì)氣候、經(jīng)濟(jì)和能源安全挑戰(zhàn)的解決方案的一部分。由于聚變能不會(huì)向大氣中排放二氧化碳或其他溫室氣體，這種潛在的清潔能源正在引起濃厚的市場(chǎng)興趣和大量行業(yè)投資，其中一部分是通過公私合作模式實(shí)現(xiàn)的[13]。近年來(lái)，聚變科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和重大進(jìn)展激發(fā)了私營(yíng)部門推動(dòng)聚變能發(fā)展的熱情，對(duì)聚變項(xiàng)目的公共、私人和權(quán)益投資持續(xù)增長(zhǎng)[14、15]。一些公司的目標(biāo)是在未來(lái)幾年或幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。鑒于開發(fā)可行的聚變電廠需要大量資金和技術(shù)，公私合作模式正日益成為聚變能開發(fā)領(lǐng)域的一

2023-2024年報(bào)道的資金投入 成員國(guó) （十億美元） 時(shí)間框架31個(gè)重要機(jī)制。公共資源需要私人投資者的參與，他31們可以提供額外的資本和行業(yè)專門知識(shí)。全球?qū)圩兗夹g(shù)的私人投資相當(dāng)可觀，現(xiàn)已超過73億美元[15]，這表明了投資者對(duì)在未來(lái)幾年開發(fā)可行的聚變電廠的關(guān)注。私營(yíng)項(xiàng)目需要獲得政府支持，以增強(qiáng)投資者的信心，并利用公共部門多年研發(fā)活動(dòng)積累的專門知識(shí)。然而，資源仍然有限，必須有效分配這些資源，這一點(diǎn)至關(guān)重要。公私合作模式可確保公共和私營(yíng)部門共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，分享回報(bào)，從而幫助緩解這一挑戰(zhàn)。政府的資助和支持可為私人投資者提供必要的穩(wěn)定性和信心，從而使聚變公司能夠開展雄心勃勃的項(xiàng)目，同時(shí)分散各種金融風(fēng)險(xiǎn)[16]?！龉矙C(jī)構(gòu)與私營(yíng)公司之間的合作有利于以更多樣化的方式進(jìn)行研發(fā)，同時(shí)促進(jìn)創(chuàng)新，通過并行推進(jìn)和更快的時(shí)間表，加快進(jìn)展[17]。在公私合作模式中，私營(yíng)部門和政府通常會(huì)分擔(dān)項(xiàng)目責(zé)任：政府往往會(huì)提供有保障的現(xiàn)金流，私營(yíng)部門則管理項(xiàng)目發(fā)展，從而分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。如果管理得當(dāng)，公私合作模式可成為應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期資本和政治穩(wěn)定性挑戰(zhàn)的有力工具[18]。能源部門已經(jīng)成功利用了公私合作模式的優(yōu)勢(shì)，也可將其作為一種手段，用以幫助減緩氣候變化[19、20]。更重要的是，由于多年來(lái)其他部門也已廣泛采用這種模式，公私合作模式的框架已然成型[21]。建設(shè)聚變電廠不會(huì)遵循“一款通用”模式。因此，很顯然，公私合作模式本質(zhì)上是靈活的，政府和投資者可以根據(jù)國(guó)家、地區(qū)或者在某些情況下，根據(jù)特定項(xiàng)目的具體情況，調(diào)整這一舉措。■

德國(guó) ~1.4 5年以上 大韓民國(guó) ~0.9 10年以上 英國(guó) ~0.8 5年以上 美國(guó) ~1.5a 每年其中包括美國(guó)能源部國(guó)家核安全管理局提供的6.9億美元，用于支持國(guó)家核安全管理局的慣性約束聚變?nèi)蝿?wù)，而不是用于聚變能開發(fā)。主要計(jì)實(shí)變發(fā)展模式的主要計(jì)

中國(guó)聚變聯(lián)合體：由中央企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)組成，其中包括了中國(guó)的一些龍頭能源和鋼鐵企業(yè)。德國(guó)的籌資倡議：企業(yè)、大

英國(guó)的聚變未來(lái)計(jì)劃：世界上的一些龍頭聚變企業(yè)正在落實(shí)自己的模式，以讓行業(yè)參與進(jìn)來(lái)，推動(dòng)聚變能的發(fā)展：

學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共同努力，于2040年之前在德國(guó)建造一座聚變電廠。意大利偏濾器托卡馬克試驗(yàn)聯(lián)由許多意大利研究機(jī)構(gòu)、政府和地區(qū)伙伴以及國(guó)際利益相關(guān)方組成。

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。美國(guó)“基于里程碑的聚變發(fā)展計(jì)劃”和公私聯(lián)合體框架：根據(jù)預(yù)先確定的商業(yè)化里程碑的實(shí)現(xiàn)情況和核實(shí)結(jié)果提供資金，為各公司提供支持。美國(guó)能源部還開始收集有關(guān)擬建立日本的登月研發(fā)計(jì)劃：鼓勵(lì)私營(yíng)企業(yè)、大學(xué)和各種組織參與，以采用多種方案，研究聚變能。大韓民國(guó)的新倡議：導(dǎo)的工業(yè)聚變能生態(tài)系統(tǒng)。

的聚變能公私聯(lián)合體的信息?！?145365 7 8 52

2024年聚變裝置及其運(yùn)行狀況和供資的分布[22]。33的聚變裝置數(shù)量。建或規(guī)劃中33太平洋 歐洲 北美

拉丁美洲非洲

信息系統(tǒng)資實(shí)驗(yàn) 聚變電廠資因素實(shí)現(xiàn)統(tǒng)道路上的關(guān)鍵推動(dòng)因素聚變公司需要在能源市場(chǎng)的政治經(jīng)濟(jì)中獲得同等支持，以推動(dòng)商業(yè)化并有效擴(kuò)大規(guī)模。其他商業(yè)化能源得益于政府伙伴關(guān)系、穩(wěn)定的監(jiān)管和為公共產(chǎn)品設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略性財(cái)政激勵(lì)措施[23]。為聚變能開發(fā)提供類似支持可為商業(yè)化聚變開辟一條綜合性路徑。有了扶持政策，政府就能加快將清潔、豐富、高效和安全的聚變能引入市場(chǎng)。例如，在美國(guó)，稅收政策為各種清潔能源技術(shù)

用。世界聚變能小組旨在將公共和私營(yíng)部門、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和民間社會(huì)聯(lián)合起來(lái)，形成一個(gè)有凝聚力的全球聚變社區(qū)。通過促進(jìn)統(tǒng)一的協(xié)作方案，世界聚變能小組力求加快聚變能從開發(fā)階段向商業(yè)可行性的過渡，以確保聚變成為世界未來(lái)清潔能源的基石。的發(fā)展至關(guān)重要，主要在于：加強(qiáng)全球合作，特別是進(jìn)行協(xié)調(diào)并提供空間和經(jīng)常性機(jī)會(huì)，促進(jìn)工業(yè)界、政府、學(xué)術(shù)界、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公眾等利益相關(guān)方之間的互動(dòng)對(duì)話、交流、提供了激勵(lì)。2022年的《通貨膨脹削減法案》將其中的多項(xiàng)抵免政策擴(kuò)展到了聚變能領(lǐng)域[24]，而且，自2025”[25]稅收抵免政策將把商業(yè)聚變能生產(chǎn)列為合格項(xiàng)。在英國(guó)，政府開始修訂條例，將聚變電廠列為英格蘭和威爾士的國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。這一改動(dòng)把側(cè)重點(diǎn)放在了當(dāng)?shù)氐木唧w問題而非技術(shù)的必要性上，由此加快了規(guī)劃申請(qǐng)的速度[26]。歐盟的《凈零工業(yè)法案》也將聚變列為一項(xiàng)“戰(zhàn)略技術(shù)”[27]。除稅收激勵(lì)措施外，各國(guó)政府還制定了支持清潔能源技術(shù)的計(jì)劃，如可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)和碳捕集技術(shù)授權(quán)。聚變能具有排放效益和其他優(yōu)勢(shì)，一旦投入使用，即可被納入這些“清潔”或“零排放”能源的定義當(dāng)中。如果要成功地大規(guī)模部署聚變，有韌性的供應(yīng)鏈、有效的監(jiān)管框架和穩(wěn)定的長(zhǎng)期投資至關(guān)重要。發(fā)展強(qiáng)大的聚變產(chǎn)業(yè)需要政府、研究與發(fā)展組織和私營(yíng)公司展開協(xié)作?！鍪澜缇圩兡苄〗M為加強(qiáng)整個(gè)聚變領(lǐng)域的合作，原子能機(jī)構(gòu)宣布成立世界聚變能小組[28]。世界聚變能小組旨在聯(lián)合科學(xué)家、工程師、政策制定者、金融家、監(jiān)管者和私營(yíng)公司，加速聚變能的商業(yè)化[13]。國(guó)際合作與協(xié)調(diào)在聚變能的商業(yè)推廣過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作

規(guī)劃和伙伴關(guān)系；幫助確保聚變能研究與發(fā)展計(jì)劃的效力，如在利用現(xiàn)有設(shè)施和規(guī)劃新設(shè)施方面；共同確定技術(shù)和工程方面的現(xiàn)有差距，并制定策略，促進(jìn)在國(guó)際一級(jí)確立解決方案；促進(jìn)就如何建立有效的聚變監(jiān)管展開討論；提高公眾在聚變能領(lǐng)域的參與度，加強(qiáng)青年的參與力度并促進(jìn)性別平等；促進(jìn)將聚變納入能源市場(chǎng)；促進(jìn)將聚變納入現(xiàn)有能源系統(tǒng)，包括輔助性基礎(chǔ)設(shè)施?！鼋M首屆部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議（圖片來(lái)源：意大利政府）。原子能機(jī)構(gòu)將積極支持推進(jìn)在世界聚變能小組框架內(nèi)做出的承諾。原子能機(jī)構(gòu)將與其成員國(guó)和其他伙伴合作，定期組織該小組召開會(huì)議，以審查實(shí)現(xiàn)這些成果的進(jìn)展情況，確保高級(jí)別政治參與，并促進(jìn)圍繞聚變能采取進(jìn)一步的合作行動(dòng)。原子能機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是通過這些努力，促進(jìn)全球在追求聚變能發(fā)展的過程中不斷取得進(jìn)展和開展合作。組首屆部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議（圖片來(lái)源：意大利政府）。

·意35首屆部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議35聚變之路管程序概述。略、戰(zhàn)管程序概述。國(guó)家戰(zhàn)略和國(guó)際協(xié)定在第二十九屆國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)聚變能會(huì)議期間，英國(guó)公布其聚變能戰(zhàn)略[29]，并推出了新的“聚變未來(lái)計(jì)劃”。該倡議將在五年內(nèi)追加投資6.5億英鎊（7.93億美元），用于一攬子研究與發(fā)展計(jì)劃。投資內(nèi)容包括設(shè)立2200個(gè)培訓(xùn)名額、新建一座燃料循環(huán)測(cè)試設(shè)施，以及資助私營(yíng)聚變能公司發(fā)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，特別是在英國(guó)原子能管理局的卡勒姆園區(qū)。這是在英國(guó)決定退出歐洲原子能聯(lián)營(yíng)“研究和培訓(xùn)計(jì)劃”之后宣布的。2024年晚些時(shí)候，英國(guó)政府宣布舉辦一場(chǎng)行業(yè)競(jìng)賽[30]，為英國(guó)的原型聚變能電廠能源生產(chǎn)用球星托卡馬克尋找工程和建造伙伴。該競(jìng)賽旨在建立一個(gè)由英國(guó)工業(yè)聚變解決方案有限公司——英國(guó)原子能邁向聚年

管理局的一家附屬公司——牽頭的公私聯(lián)盟，以交付能源生產(chǎn)用球星托卡馬克原型。該項(xiàng)目位于英格蘭北部，力求在21世紀(jì)40年代之前驗(yàn)證如何通過聚變獲得凈能量，預(yù)計(jì)將在2025年底或2026年初向工程和建造伙伴授予合同。英國(guó)政府還宣布了多項(xiàng)旨在簡(jiǎn)化未來(lái)聚變電廠規(guī)劃流程的計(jì)劃。英國(guó)能源安全和凈零排放部開始修訂條例，將聚變電廠列為英格蘭和威爾士的國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。這一改動(dòng)把側(cè)重點(diǎn)放在了當(dāng)?shù)氐木唧w問題而非技術(shù)的必要性上，由此加快了規(guī)劃申請(qǐng)的速度。在將國(guó)家政策聲明提交議會(huì)批準(zhǔn)之前，會(huì)進(jìn)行一次磋商[26]，收集各方意見。此外，英國(guó)能源安全和凈零排放部與美國(guó)能源部宣布建立新的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系[31]，以加速聚變能驗(yàn)證和商業(yè)化，重點(diǎn)推進(jìn)兩國(guó)的聚變能戰(zhàn)略。此后，聚變能年1 212白宮在“氣候公約”締約方大會(huì)第28屆會(huì)議上發(fā)布了“聚變能發(fā)展新時(shí)代的國(guó)際伙伴關(guān)系”戰(zhàn)略[32]，標(biāo)志著其加快聚變能示范和商業(yè)化的愿景得到了擴(kuò)展，而美國(guó)和日本在2024年4[33]則進(jìn)一步推進(jìn)了這一愿景。■美國(guó)能源部宣布了其《2024年聚變能戰(zhàn)略》[34]，該戰(zhàn)略旨在：縮小與商業(yè)相關(guān)聚變中試廠的科學(xué)和技術(shù)差距；(2)為可持續(xù)、公平地部署商業(yè)聚變鋪平道路；(3還與該戰(zhàn)略密切協(xié)調(diào)，宣布為聚變創(chuàng)新研究引擎協(xié)作組織提供1.8億美元的資助機(jī)會(huì)，并發(fā)布了題為“架設(shè)橋梁”的聚變能科學(xué)計(jì)劃的新愿景，其中，該計(jì)劃側(cè)重于積極縮小與商業(yè)相關(guān)聚變中試廠的科學(xué)和技術(shù)差距，同時(shí)，支持在聚變能科學(xué)和促成技術(shù)領(lǐng)域開展基礎(chǔ)研究。

構(gòu)機(jī)臣A.的副國(guó)斐·.原子能37事2拉8的候公37約方大會(huì)第2的2024年，美國(guó)政府大幅增加了對(duì)聚變能研究的資助，向美國(guó)能源部聚變能科學(xué)辦公室撥款7.9億美元。此外，慣性約束聚變通過國(guó)家核安全管理局的預(yù)算獲得了6.9億美元。作為補(bǔ)充，還有一項(xiàng)4200萬(wàn)美元的計(jì)劃，旨在推進(jìn)基礎(chǔ)性的慣性聚變能科學(xué)和總計(jì)15.8億美元[35]的資金創(chuàng)下了美國(guó)政府在聚變能和慣性約束聚變領(lǐng)域的投資紀(jì)錄。此外，政府提議擴(kuò)大稅收抵免范圍，以支持更廣泛的清潔能源技術(shù)，包括2022年《通貨膨脹削減法案》[36]中的聚變能。在動(dòng)態(tài)的聚變能環(huán)境中，公私合作模式正日漸成形。美國(guó)能源部宣布作為其“基于里程碑的聚變發(fā)展計(jì)劃”的一部分，已簽署多項(xiàng)協(xié)議，向八家公司提供4600萬(wàn)美元的資金，用于在前18個(gè)月推進(jìn)聚變電廠的設(shè)計(jì)和研發(fā)。這些公司是從眾多申請(qǐng)者中挑選出來(lái)的，均提交了計(jì)劃書，概述了其將商業(yè)聚變能推向市場(chǎng)的計(jì)劃。將根據(jù)美國(guó)能源部預(yù)先確定的商業(yè)化里程碑的實(shí)現(xiàn)情況和核實(shí)結(jié)果撥付這筆資金。展望未來(lái)，美國(guó)能源部也已開始收集有關(guān)擬建立的聚變能公私聯(lián)合體的信息[37]。該聯(lián)合體旨在通過整合各州和地方政府的捐款、私營(yíng)部門投資和慈善資源，擴(kuò)大聯(lián)邦資金的規(guī)模?！鋈毡咀裱愃频能壽E。2023年，日本通過了其首個(gè)國(guó)家聚變能戰(zhàn)略[38]，強(qiáng)調(diào)要建立國(guó)內(nèi)聚變能產(chǎn)業(yè)，同時(shí)，讓私營(yíng)部門更廣泛地參與研發(fā)。該戰(zhàn)略包括成立日本聚變能產(chǎn)業(yè)委員會(huì)，以促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并制定聚變能技術(shù)監(jiān)管準(zhǔn)則。此外，還成立了一個(gè)專門的聚變監(jiān)管工作組。2024年，作為其“登月研發(fā)計(jì)劃”的一部分，日本政府宣布了一項(xiàng)新的聚變研發(fā)計(jì)劃[39]，進(jìn)一步加強(qiáng)了其推進(jìn)聚變技術(shù)的承諾。政府還計(jì)劃在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中重點(diǎn)開展聚變能源教育，確保下一代科學(xué)家和工程師做好充分準(zhǔn)備，為該領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。這些努力和與美國(guó)的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系相輔相成，均旨在加快聚變能的開發(fā)。■

中國(guó)正在迅速擴(kuò)大其聚變能計(jì)劃，每年投資不斷增長(zhǎng)[40]。中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司牽頭成立了一個(gè)專門進(jìn)行聚變能開發(fā)的聯(lián)合體，更是突顯了這一點(diǎn)。這個(gè)項(xiàng)目側(cè)重于高溫超導(dǎo)體、大容量?jī)?chǔ)能和氚生產(chǎn)。該聯(lián)合體由25家中央企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)組成，其中包括一些中國(guó)最大的能源和鋼鐵企業(yè)。政府宣布成立一家新的國(guó)營(yíng)公司，引領(lǐng)該行業(yè)的發(fā)展[41]?！?024年7月，大韓民國(guó)政府宣布在聚變能開發(fā)方面投入1.2萬(wàn)億韓元（約合九億美元）的巨額資金。這項(xiàng)舉措計(jì)劃于2026年開始，持續(xù)十年，旨在通過公私合作模式推進(jìn)聚變電廠技術(shù)。該計(jì)劃包括在21世紀(jì)30年代建造一座發(fā)電容量為100兆瓦的中試廠，預(yù)計(jì)將于21世紀(jì)40年代投入運(yùn)行。總體目標(biāo)是建立一個(gè)由私營(yíng)部門主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)化聚變能生態(tài)系統(tǒng)[42]?！鰹椴扇〔襟E制定全面的歐盟聚變戰(zhàn)略，歐盟委員會(huì)組織了歐盟聚變能藍(lán)圖會(huì)議[43]。會(huì)議強(qiáng)調(diào)了歐盟的幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)先事項(xiàng)：需要加強(qiáng)合作、增加融資、提升監(jiān)管確定性以及培養(yǎng)一支熟練的工作人員隊(duì)伍。作為歐盟內(nèi)的主要聚變推動(dòng)者，德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部宣布，除了向研究機(jī)構(gòu)撥款3.7億歐元（3.96億美元）外，2028年之前還將為聚變研究提供超過10億歐元的資金。名為“聚變2024”[44]的新項(xiàng)目供資計(jì)劃進(jìn)一步加強(qiáng)了這種機(jī)構(gòu)資助。該計(jì)劃旨在推進(jìn)聚變電廠所需的技術(shù)、部件和材料，并重點(diǎn)關(guān)注磁約束和激光聚變?！熬圩?024”的第一階段定于21世紀(jì)30年代初完成，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步為目標(biāo)，第二階段則將側(cè)重于把這些技術(shù)納入到電廠的功能設(shè)計(jì)當(dāng)中。該計(jì)劃強(qiáng)調(diào)以應(yīng)用為導(dǎo)向的協(xié)作研究，以此作為公私合作模式的一種形式，以加快實(shí)現(xiàn)商業(yè)聚變能。《聚變能》11京IY1心的非放測(cè)試22圖片來(lái)源：239本文部能·.成戰(zhàn)略開發(fā)（圖片239在意大利，環(huán)境部建立了國(guó)家可持續(xù)核能平臺(tái)[45]，其主要目標(biāo)是制定導(dǎo)則和路線圖，以跟蹤和協(xié)調(diào)新核技術(shù)中長(zhǎng)期的發(fā)展。這包括探究聚變能的潛力，以支持到2050年實(shí)現(xiàn)完全脫碳的目標(biāo)。該平臺(tái)將使廣泛的利益相關(guān)方都參與進(jìn)來(lái)，其中包括公共管理部門、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和民間社會(huì)。在意大利擔(dān)任七國(guó)集團(tuán)主席國(guó)期間，聚變能受到高度重視，七國(guó)集團(tuán)呼吁開展國(guó)際合作，加快聚變技術(shù)的開發(fā)和商業(yè)化。這項(xiàng)努力強(qiáng)調(diào)有必要制定健全的安全條例、建立國(guó)際供應(yīng)鏈并發(fā)展工作人員隊(duì)伍。七國(guó)集團(tuán)致力于促進(jìn)合作、鼓勵(lì)投資和建立工作組以分享最佳實(shí)踐，并歡迎原子能機(jī)構(gòu)及其成員國(guó)參與進(jìn)來(lái)[46]?！?盟）。

2024年，加拿大和英國(guó)簽署了一項(xiàng)協(xié)定[47]，將在聚變能開發(fā)方面開展更密切的合作，合作領(lǐng)域則包括研究、監(jiān)管協(xié)調(diào)和提高工作人員隊(duì)伍的技能。兩國(guó)將合作支持在世界范圍內(nèi)部署聚變。盡管2024年加拿大尚未宣布正式的國(guó)家聚變計(jì)劃，但加拿大核實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了一份題為“加拿大聚變能”的報(bào)告[48]，以此作為初步戰(zhàn)略和路線圖。該報(bào)告呼吁加拿大政府通過明確的政策和授權(quán)，迅速動(dòng)員聚變生態(tài)系統(tǒng)。其目標(biāo)是使加拿大成為聚變技術(shù)和服務(wù)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)者，以期在21世紀(jì)30年代和40年代驗(yàn)證和采用聚變能，并在2050年之前，在加拿大部署商業(yè)聚變能。根據(jù)這一愿景，加拿大核實(shí)驗(yàn)室與英國(guó)原子能管理局簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，以開發(fā)氚處理技術(shù)化》[49]。加拿大核實(shí)驗(yàn)室還與Stellarex公司[50]和通用聚變公司[51]簽署了多項(xiàng)協(xié)議和項(xiàng)目，包括與京都聚變工程公司[52]合作成立聚變?nèi)剂涎h(huán)公司，以建設(shè)和運(yùn)營(yíng)氚燃料循環(huán)測(cè)試和用戶設(shè)施UNITY-2。UNITY-2計(jì)劃于2025年底之前完成調(diào)試，并于2026年中全面投入運(yùn)行，旨在支持從燃料卸載到凈化和供應(yīng)的氘氚燃料循環(huán)的綜合開發(fā)，同時(shí)，驗(yàn)證在相關(guān)條件下以相關(guān)速率進(jìn)行高效氚處理的技術(shù)?！鏊饺撕蜋?quán)益投資增長(zhǎng)聚變能行業(yè)的投資連續(xù)逐年增長(zhǎng)。雖然大部分投資（約70%）歷來(lái)都是投向美國(guó)的聚變公司，但2023年，針對(duì)聚變公司的權(quán)益投資明顯有所擴(kuò)大，涵蓋了更廣范圍的國(guó)家[53]。這些國(guó)家包括加拿大、中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、以色列、日本和瑞典，反映出對(duì)聚變能開發(fā)的興趣和為其提供的資金正在全球范圍內(nèi)激增。聚變行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的題為《2024年全球聚變行業(yè)》[15]的年度聚變行業(yè)報(bào)告已是此類報(bào)告的第四份，該報(bào)告顯示，聚變能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已吸引了共計(jì)73億美元的投資（超過了2023年的62億美元）。該報(bào)告調(diào)查了45家私營(yíng)聚變能公司，既有老牌公司，也有初創(chuàng)公司。盡管美國(guó)在這一領(lǐng)域仍處于領(lǐng)先地位，有25家運(yùn)營(yíng)中的聚變能公司（包括許多行業(yè)翹楚），但該行業(yè)的地域分布正越來(lái)越多樣化，每13個(gè)國(guó)家至少有一家聚變能公司，中國(guó)、德國(guó)、日本和英國(guó)則各有三家公司?！?/p>

聚變行業(yè)協(xié)會(huì)公布的資金）公布的資金2.032.0320212.832.8320221.41.4202311.1202441441

阿普利亞公報(bào)人1-0[5]美元30億 25億20億15億10億5億年201020112012201320142015201620172018201920202021202220232024澳大利亞加拿大中國(guó)法國(guó)德國(guó)以色列日本瑞典英國(guó)美國(guó)201020112012201320142015201620172018201920202021202220232024基地能方案監(jiān)管監(jiān)管機(jī)構(gòu)和立法機(jī)關(guān)正在越來(lái)越多地應(yīng)對(duì)聚變能帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。2024年7月，美國(guó)總統(tǒng)拜登簽署了《2023年加速部署清潔能源所需的多功能先進(jìn)核能法案》（或稱“2023年ADVANCE法案”）[55]，使之成為法律，其中納入了兩黨的《聚變能法案》[56]的一些條款。該立法旨在通過提供明確的監(jiān)管權(quán)力和投資激勵(lì)措施，促進(jìn)商業(yè)聚變能的開發(fā)。這些條款支持核管理委員會(huì)早先做出的一項(xiàng)決定，即把聚變能監(jiān)管與裂變能監(jiān)管分開，在副產(chǎn)品材料框架下對(duì)近期聚變能系統(tǒng)（類似于粒子加速器）進(jìn)行監(jiān)管。2023年，加利福尼亞州成為美國(guó)將聚變能作為有別于裂變能的獨(dú)立技術(shù)的第一個(gè)州。核管理委員會(huì)正在起草聚變系統(tǒng)的許可證審批導(dǎo)則[57]。英國(guó)政府確認(rèn)，英國(guó)所有已規(guī)劃原型聚變能設(shè)施將繼續(xù)由環(huán)境機(jī)構(gòu)及健康和安全局監(jiān)管，這與核電廠不同，后者由核監(jiān)管辦公室監(jiān)管。此外，由加拿大、日本和英國(guó)作為成員、巴林和新加坡作為觀察員組成的“敏捷國(guó)家”聚變

能工作組提出了聯(lián)合建議[58]，承認(rèn)聚變能可以為應(yīng)對(duì)氣候變化和能源安全等全球挑戰(zhàn)做出重要貢獻(xiàn)。該政策文件還強(qiáng)調(diào)了若干國(guó)家正在采用的聚變能監(jiān)管統(tǒng)一方案的益處；并主張明確一個(gè)監(jiān)管框架，對(duì)獨(dú)立于聚變技術(shù)的聚變能設(shè)施適用，保持對(duì)人類和環(huán)境的適當(dāng)保護(hù)，且與聚變能的危害相稱，同時(shí)保持透明并支持創(chuàng)新。43德國(guó)所走的道路也差不多。教育、研究和技術(shù)評(píng)估委員會(huì)2024年舉行的一次公眾聽證會(huì)強(qiáng)調(diào)，有必要為聚變能制定一個(gè)務(wù)實(shí)、獨(dú)立且有利于創(chuàng)新的法律框架[59]。此框架旨在鼓勵(lì)私人投資，并支持聚變技術(shù)的市場(chǎng)開發(fā)。■43圖片來(lái)源：AnaKova，美國(guó)。各部門趨勢(shì)分析以及世界各地區(qū)聚變能發(fā)展細(xì)分45部門展望終用戶共同推主要實(shí)例概述的

石油和天然氣行業(yè)石油和天然氣行業(yè)一直在大量投資聚變能公司，認(rèn)為在全球努力逐步淘汰持續(xù)不減的化石燃料以在2050年前實(shí)現(xiàn)凈零排放的背景下，有必要使其投資組合多樣化。除了雪佛龍和殼牌公司，投資聚變能公司的化石燃料巨頭還包括西方石油公司、埃尼公司行業(yè)TAE科技公司是一家位于加利福尼亞州的初創(chuàng)公司，正在探索利用其聚變能技術(shù)，為西方石油公司的子公司Oxy低碳風(fēng)險(xiǎn)投資有限責(zé)任公司正在開發(fā)的直接空氣捕集設(shè)施提供動(dòng)力。兩家公司于2024年6月簽署了一份諒解備忘錄，以尋求將TAE科技公司的聚變技術(shù)商業(yè)化的機(jī)會(huì)，為直接空氣捕集裝置提供無(wú)排放的電力和熱能。TAE科技公司創(chuàng)建于1998年，吸收了科技巨頭谷歌、投資銀行高盛及石油公司殼牌和雪佛龍等公司12億美元的投資[61]。該公司的目標(biāo)是在21世紀(jì)30年代初建成一座并網(wǎng)聚變電廠。一些專家認(rèn)為，直接空氣捕集雖然尚未得到證實(shí)，但它可以去除空氣中的二氧化碳，消除幾十年來(lái)對(duì)大氣層造成的破壞，對(duì)實(shí)現(xiàn)凈零排放至關(guān)重要。但是，直接空氣捕集要在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行，就需要一種持續(xù)不斷且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的零排放能源，那就是聚

變能提供的能源。除投資TAE科技公司外，殼牌、雪佛龍和挪威國(guó)家石油公司還投資了Zap能源公司。Zap能源公司位于美國(guó)西雅圖，其目標(biāo)是在十年內(nèi)部署第一座并網(wǎng)聚變電廠。技術(shù)部門埃尼公司、挪威國(guó)家石油公司和殼牌公司都投資了聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司。2023年，埃尼公司和聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，以支持聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。預(yù)計(jì)聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司的聚變電廠將于21世紀(jì)30年代初投入運(yùn)行。到目前為止，聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司已獲得20億美元的投資。埃尼公司還持有羅馬附近正在開發(fā)的意大利偏濾器托卡馬克試驗(yàn)設(shè)施25%的股份，該設(shè)施專注于研究工作，包括提取聚變過程所產(chǎn)生熱量的解決方案[62]?！黾夹g(shù)部門全球科技公司已公開表示，希望利用聚變能來(lái)滿足支持其快速開發(fā)人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心急劇增長(zhǎng)的電力需求。2024年1月，有人引述開放人工智能研究中心（OpenAI）首席執(zhí)行官薩姆·奧特曼的話說(shuō)，未來(lái)人工智能的發(fā)展將需要的無(wú)異于聚變能所能提供的那種重大“突破”[63]。據(jù)報(bào)道，奧特曼自己對(duì)美國(guó)一家聚變技術(shù)開發(fā)商Helion能源公司的投資超過了3.75億美元，這家公司的投資人還包括領(lǐng)英（LinkedIn）聯(lián)合創(chuàng)始人里德·霍夫曼、易貝（eBay）創(chuàng)始人彼得·蒂爾和臉書（Facebook）聯(lián)合創(chuàng)始人達(dá)斯廷·莫斯科維茨等。作為開放人工智能研究中心投資方之一的微軟公司正在研究聚變等其他清潔能源，力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量為負(fù)的目標(biāo)。微軟于2023年3月簽署了一項(xiàng)協(xié)議，從Helion能源公司目前計(jì)劃于2028年投產(chǎn)、輸出功率為50兆瓦（電）的首座聚變能電廠購(gòu)買電力。據(jù)報(bào)道，總投資六億美元的Helion能源公司正在研發(fā)圖片來(lái)源：AnaKova，美國(guó)。

第七臺(tái)原型機(jī)，該公司表示，這臺(tái)原型機(jī)將驗(yàn)證能夠利用聚變發(fā)電[64]。微軟公司聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨和在線零售商亞馬遜（Amazon）創(chuàng)始人杰夫·貝索斯一直是聚變能源初創(chuàng)企業(yè)的主要投資人，包括通過蓋茨的突破能源風(fēng)險(xiǎn)投資基金，該基金還吸收了英國(guó)商人理查德·布蘭森、媒體大亨邁克爾·布隆伯格和中國(guó)在線零售商阿里巴巴（Alibaba）聯(lián)合創(chuàng)始人馬云的投資。2019年，該基金與其他投資方一起對(duì)聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司[65]進(jìn)行了1.15億美元的初始投資。貝索斯對(duì)聚變的商

業(yè)興趣至少可以追溯到2011年，當(dāng)時(shí)他加入了一個(gè)向加拿大聚變2000萬(wàn)美元的小組。通用聚變公司現(xiàn)已獲得三億美元的投資，正在開發(fā)磁化靶聚變。47電動(dòng)汽車工業(yè)由日本本田汽車公司支持的以色列聚變初創(chuàng)公司nT-Tao于2024年1月表示，它計(jì)劃開發(fā)微型聚變電廠，用作電動(dòng)汽車充電站，目標(biāo)是在21世紀(jì)30年代實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。47電動(dòng)汽車工業(yè)據(jù)該公司稱，每個(gè)充電站的輸出功率為10000至20000千瓦，體積小到可以裝進(jìn)一個(gè)貨運(yùn)集裝箱。到目前為止，該公司已從日本三井住友海上保險(xiǎn)公司和本田汽車公司[66]等投資方那里籌集到2800萬(wàn)美元資金。那家汽車制造商認(rèn)為聚變能有可能改變電動(dòng)汽車的游戲規(guī)則[67]。在中國(guó)，電動(dòng)汽車制造商尼奧聚變公司20%的股份，該公司50%股份由安徽省政府所有企業(yè)和投資機(jī)構(gòu)持有。這家注冊(cè)資金超過七億美元的初創(chuàng)公司將開展

研究與發(fā)展，目標(biāo)是20年內(nèi)在全球?qū)崿F(xiàn)聚變技術(shù)的商業(yè)化[68]?！龉?yīng)鏈國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目為建立全球聚變能供應(yīng)鏈奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆成員各自的機(jī)構(gòu)都與公司和研究與發(fā)展組織簽訂了自己的合同，通過各種采購(gòu)安排提供實(shí)物捐助。這些機(jī)構(gòu)提供從真空室扇段到回旋振蕩管和高壓電源的所有產(chǎn)品，形成了一個(gè)新興私營(yíng)聚變部門現(xiàn)在可以利用的供應(yīng)鏈。

聚變行業(yè)協(xié)會(huì)[69]資料顯示，2023年，聚變能公司在供應(yīng)鏈費(fèi)用上的支出超過了6.12億美元，而2022年的這一支出約為4.89億美元。這些數(shù)字基于對(duì)各公司的調(diào)查，可能比較保守，因?yàn)椴⒎撬泄径甲龀隽嘶貜?fù)。支出最多的是真空泵等非聚變專用物項(xiàng)，以及原材料、承包工程和燃料。與2023年相比，各公司預(yù)計(jì)2024年在供應(yīng)鏈方面的支出將增加24%，其中77%的公司將投資于擴(kuò)大產(chǎn)能，以支持聚變產(chǎn)業(yè)。圖片來(lái)源：AnaKova，美國(guó)。供應(yīng)鏈活動(dòng)不斷增加的一個(gè)例子是，總部位于英國(guó)的聚變公友商事株式會(huì)社于2023年7月達(dá)成協(xié)議，在日本和全球合作擴(kuò)大商業(yè)聚變能。根據(jù)該協(xié)議，住友商事株式會(huì)社將為旨在加強(qiáng)全球聚變供應(yīng)鏈的與托卡馬克能源公司的聯(lián)合項(xiàng)目投入專門知識(shí)和資金。住友商事株式會(huì)社的目標(biāo)是成為全球聚變電廠融資、建造和運(yùn)營(yíng)的領(lǐng)導(dǎo)者，而托卡馬克能源公司則力圖加速其球形托卡馬克裝置在21世紀(jì)30年代末商業(yè)化和工業(yè)化[70]。到目前為止，托卡馬克能源公司已獲得三億美元的投資。這家總部位于英國(guó)的公司也在開發(fā)用于聚變能以外應(yīng)用的高溫超導(dǎo)（HTS）磁體技術(shù)。2023年1月，該公司表示已與日本古河電氣工業(yè)株式會(huì)社簽署協(xié)議，為其聚變裝置原型提供數(shù)百公里長(zhǎng)的高溫超導(dǎo)磁帶。這種高溫超導(dǎo)磁帶由古河電氣工業(yè)株式會(huì)社開發(fā)和提供，目前正在美國(guó)紐約的一個(gè)場(chǎng)址進(jìn)行生產(chǎn)[71]。2023年，北美最大的鋼鐵制造商和鋼鐵回收商紐柯鋼鐵公司與Helion能源公司簽署了一項(xiàng)協(xié)議，在美國(guó)紐柯鋼鐵制造廠建造一座500兆瓦（電）的聚變電廠。據(jù)該公司稱，這是首個(gè)如此規(guī)模的聚變能協(xié)議，有望為全球工業(yè)制造領(lǐng)域的脫碳鋪平道路[72]。

朗維尤聚變能源系統(tǒng)公司的目標(biāo)是將基于激光的慣性約束聚變用于商業(yè)發(fā)電。2024年4月，該公司與福陸公司簽訂合同，利用先進(jìn)、高效的激光和人工智能優(yōu)化，設(shè)計(jì)并建造一座模塊化電廠。電廠初始設(shè)計(jì)供電1-1.6吉瓦，初始440兆瓦（電）電廠將于2027年設(shè)計(jì)完成，并于2032年投入運(yùn)營(yíng)。主要挑戰(zhàn)包括管理放射性氚和使聚變產(chǎn)生的蒸汽適應(yīng)電網(wǎng)。朗維尤聚變能源系統(tǒng)公司正在考慮各種選址，包括重新利用燃煤電廠，以保留工作崗位和基礎(chǔ)設(shè)施。與此同時(shí)，英國(guó)原子能管理心于2024年5月簽署了一項(xiàng)多年期協(xié)議，為英國(guó)能源生產(chǎn)用球形托卡馬克原型聚變廠測(cè)試高溫超導(dǎo)磁帶。將開發(fā)一個(gè)獨(dú)特的試驗(yàn)裝置，用于研究聚變相關(guān)中子能譜對(duì)在高達(dá)1.5億攝氏度的溫度下約束等離子體的高溫超導(dǎo)磁帶的影響。這一裝置預(yù)計(jì)將于2026年投入使用，屆時(shí)將提供有關(guān)高溫超導(dǎo)磁帶耐久性的數(shù)據(jù)，從而有助于能源生產(chǎn)用球形托卡馬克高溫超導(dǎo)磁體的設(shè)計(jì)和壽命。公用事業(yè)美國(guó)公用事業(yè)公司—康斯特雷遜能源公司已在全國(guó)運(yùn)行21座核反應(yīng)堆，計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)二氧化碳中和。該公司將負(fù)責(zé)Helion能源公司計(jì)劃于2028年投

運(yùn)、為微軟公司供電的首座聚變電廠[73]的電力營(yíng)銷和傳輸。加拿大最大的電力公司之一安大略電力公司也希望為聚變電廠的部署做出貢獻(xiàn)。2024年6月，該公司宣布與美國(guó)聚變公司Stellare