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分类:单机 / 冒险解谜 | 大小:3.4MB | 授权:免费游戏 |
语言:中文 | 更新:2025-10-08 14:59 | 等级: |
平台:Android | 厂商: “人造太阳”背后的变局:中美为何押注这块万亿蛋糕?股份有限公司 | 官网:暂无 |
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“人造太阳”背后的变局:中美为何押注这块万亿蛋糕?2024更新样,看着有些蒙蔽的陈冲之问道。
> 厂商新闻《“人造太阳”背后的变局:中美为何押注这块万亿蛋糕?》特朗普继续对日本施压:日本需要开放市场 时间:2025-10-09 02:46
一场能源革命正在加速来临。
就在全世界还在为石油、天然气争个不停的时候,中美两个大国已经领跑了另一条能源赛道——核聚变,也就是我们常说的“人造太阳”。
这技术听起来特别科幻,说白了就是模仿太阳发光发热的原理,让原子核在极端条件下结合,爆发出巨大能量。它也被叫做“终极能源”,是因为它的燃料来自海水,几乎取之不尽,而且非常清洁,本质上也很安全。
以前总觉得这是遥远未来的事,但现在它正从实验室快步走向现实。
最近英国《每日电讯报》报道,中国正在以“闪电速度”掌控核聚变产业的供应链,想在美国之前先把这技术变成真正的电力。
美国人显然也感觉到了压力。美国初创企业太平洋聚变公司创始人威尔·里根警告说:“中国在核聚变方面的崛起,对美国的能源主导地位构成了生存威胁。”
中国科学家则拿出了更实在的数据。
最近,中国科学院院士张杰表示,中国正在研发的一种激光核聚变,加热效率比美国同类技术高了30倍,发电成本有望降至每兆瓦时25美元左右,预计到2045年中国电价仅为美国的一半。
这场比赛早就不是谁先造出“太阳”那么简单了,它关系到未来全球能源听谁的、下一次工业革命由谁来主导。用张杰院士的话说,聚变能带来的变革将“超越迄今为止所有三次工业革命影响的总和”。
我们就来看看,中美两国在这场“人造太阳”的竞赛中,都是怎么出牌的?这场能源变革背后的推力究竟是什么?未来又将如何演变?
01 多元力量,同场竞逐:
国家队和创业帮都在加速跑
曾几何时,核聚变这东西只在几个大国的高级实验室里折腾,每年烧钱如流水,进展却像蜗牛爬。
不过现在,情况彻底变了。核聚变已不再是国家队的专属游戏,而是变成了国家队和创业帮一起上的“混合双打”。
尤其中国和美国在核聚变上表现得最突出,双方都在拼命狂奔,看谁先点亮那盏由聚变能发电的灯。
如果说核聚变是场马拉松,那国家队就是职业选手,拼的是长期投入和系统训练。
中国这边,搞核聚变已经不是“科研”,而是“国运”。国家层面已经将核聚变纳入“未来产业十大工程”,2030年前计划投入超3000亿元。
冲在前面的,是中国科学院和中核集团这两大主力。一个主攻基础研究,一个负责工程攻坚。
其中,中科院的EAST(东方超环)装置,在今年1月创下了“1亿摄氏度1066秒”的长脉冲高约束模运行世界纪录,为聚变堆稳态运行提供了关键验证。
这就像你生了一堆旺盛的篝火,不仅让它的温度烧到了太阳核心温度(1500万摄氏度)近7倍,还能让它持续稳定地烧了将近18分钟,而不是瞬间就熄灭了。这在技术上非常难实现,证明了咱们有能力长时间控制这种极端能量。
中核集团的“中国环流三号”装置,则在今年3月实现了“双亿度”运行等重大突破。它的突破在于,首次让核聚变离子和电子的温度分别达到1.17亿度和1.6亿度,正式进入聚变燃烧实验阶段。
你可以把核聚变想象成一团“火”,它由两种不同的“燃料”混合而成。这个装置让这两种“燃料”同时都达到了产生聚变所需的极高温度,为剧烈、高效的燃烧(聚变反应)创造了完美条件。
但光在实验室里破纪录还不够。
今年7月,一个重磅玩家登场了——注册资本150亿元的中国聚变能源有限公司(CFEC)正式成立。
这可不是普通的公司,而是中核集团直属的聚变商业化平台,称得上中国核聚变事业的“国家队旗舰”。它的任务很明确——把实验室里的成果,变成能发电的商业产品。
CFEC画下了一条清晰的路线图——以托卡马克技术为主,按照实验堆、示范堆、商用堆“三步走”,最终让聚变能走进千家万户。
更重要的是,以前各研究所单打独斗,现在有了CFEC这个“专业总包工头”,从技术、设备到找钱、运营,全部打包管理,效率直接拉满。
这种集中力量办大事的模式,就像握紧了拳头打出去,力道自然不一样。
联邦核聚变系统公司CEO鲍勃·马姆加德感叹道:“他们(中国)的设施太大了,从太空中都能看到。这是一场由国家组织的协调一致的行动,旨在赢得核聚变竞赛。”
中国的行动力确实惊人。
作为聚变工程“三步走”战略的重要组成部分,紧凑型聚变能实验装置BEST在今年3月首块顶板顺利浇筑,到了5月就开启工程总装,较原计划提前两个月。
10月1日,BEST建设又取得关键突破,杜瓦底座成功完成吊装,正式进入主机组装的全新阶段。
这个BEST装置的目标很明确:首次在国际上验证演示核聚变发电,在2030年通过核聚变发电点亮第一盏灯。
视线转向美国,他们的国家力量同样不容小觑。
美国能源部(DOE)是总指挥部,旗下的聚变能源科学办公室负责制定战略、分配资金、协调合作。2024年,它发布的《聚变能战略》明确了三大支柱——缩小科技差距、铺平商业化道路和建立伙伴关系。
今年9月,美国能源部宣布投入1.34亿美元,以加速核聚变能源技术的发展,并加强私营部门、国家实验室和大学之间的合作。事实上,美国能源部的国家实验室体系,就像一支分工明确、又合作紧密的特种部队:
伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL):主攻激光路线,玩的是瞬间高能。
普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL):专注磁约束,特别是托卡马克,是传统强项。
橡树岭国家实验室(ORNL):底蕴最深,当年为造原子弹立过功,在核研究上经验老到。
橡树岭国家实验室手里有几张硬牌,比如它的高通量同位素反应堆,像个超级“中子显微镜”,能看清材料在极端环境下的表现。它还研究怎么给反应堆“喂燃料”、用3D打印零件,用数字模拟系统运行,技术底子相当扎实。
而让这场比赛进一步热闹起来的,还有那些正在创业的民营企业。
它们不再是小打小闹,而是真的能和国家队互补,甚至在某些点上实现反超,给整个领域注入了新鲜血液。
中国的民企虽然起步晚,但跑得飞快。
2021年才成立的“能量奇点”,是中国第一家搞核聚变的民营公司。它的目标很猛:2025年建成实验装置,2030年前就要示范发电。
人家不是吹牛,2024年它就真的造出了全球首个全高温超导托卡马克装置,名字也很霸气,叫“洪荒70”。
还有像“星环聚能”“瀚海聚能”这样的公司,则选择了与主流托卡马克不同的技术路线,比如选择了球形托卡马克、场反位形等小众路线。典型的换道超车,赌的就是成本和效率。
美国的核聚变初创企业,同样凶猛。
比如,从麻省理工学院孵化出来的CFS,已是全球融资最强、商业化路径最清晰的明星初创。
还有几家也挺有意思,Helion Energy不玩常见的托卡马克,搞线性装置,强调紧凑和快速能量回收;Zap Energy 则专注更简单的 Z-Pinch 技术,试图用低成本和快迭代出奇制胜。
所以你看,这场“人造太阳”的竞赛,早已不是单纯的科研论文竞赛。它既是国家意志与工业底牌的较量,也是民间智慧与商业野心的绽放。
02 核聚变加速背后的“三重推力”:
为什么是现在?
某条科技赛道的爆发,往往需要几股力量一起推。
核聚变突然快起来,不是偶然,而是因为是三件大事碰到了一起,形成了强大的推力——需求、技术,以及资金和政策。
第一推,来自AI这个“电老虎”产生的庞大需求。
都知道AI是未来,发展得也飞快,但它有个大问题:太耗电了。
训练一个大模型,消耗的电能可能够一个小城市用几年。遍布全球的数据中心,正是这样一群24小时不间断运转的“电老虎”。有专家预测,这个“电老虎”可能要吃掉全球20%的电。
OpenAI的奥特曼说得很直白:未来的AI需要能源方面的突破,因为AI消耗的电力将远远超过人们的预期。马斯克也预言,AI行业很快会从“缺硅”变成“缺电”。
这下,许多国家政府和科技公司坐不住了。
水电成本虽然低,但受地理和季节的严重制约。风能太阳能虽然好,但也是看天吃饭,稳定性不够,没法保证数据中心的稳定用电。火电虽然稳定,但需要煤,在碳中和目标下也面临压力。现在的核裂变电站,又有核废料的麻烦,让人头疼。
于是,核聚变——这种燃料几乎无限、稳定供应、没有污染、而且本质安全(不会爆炸)的能源,就从“未来可期”变成了“必须拿下”。
在奥特曼看来,核聚变才是终极答案,它将是“最便宜、最丰富、最可靠的能源”。
业内也流传这句话“AI的终点是能源,能源的终点是聚变”。
第二推,是技术憋了大招,尤其是高温超导这个“神器”。
光有需求,没有本事,那也是白搭。
幸运的是,核聚变技术憋了几十年,最近终于捅破了几层关键的窗户纸。其中最关键的一招,就是高温超导材料的成熟。
要理解它多重要,咱们得先搞懂核聚变装置的核心——“托卡马克”。
你可以把它想象成一个用磁场编织的“笼子”,专门用来关住上亿摄氏度的等离子体“火球”,然后其内的氘、氚原子核会以极高速度碰撞,聚合生成氦原子核和一个中子,这个过程会释放出巨大的能量,这标志着核聚变反应的发生,后续能量可以转化成电能。
这个“磁笼子”够不够结实,直接决定了能不能成功发电。
过去,很多机构使用的是低温超导材料制造这个“磁笼子”,这类材料非常“娇气”,必须用极其昂贵的液氦冷却到接近绝对零度(-269℃),而且即便费这么大劲,它们能产生的磁场强度仍然有限。这就导致了一个尴尬的局面:
为了达到聚变条件,机构只能把装置越造越大,让传统的托卡马克变成了一个个耗资数百亿、建造周期长达数十年的“巨无霸”。
而如今,新一代高温超导材料改变了这个局面。 与低温超导材料不同,高温超导材料可以在更高的温度(如液氮温区)下运行。比如,它只需要用更便宜、更容易获取的液氮来冷却(-196℃左右),大大降低了制冷系统的复杂度和成本。
更重要的是,它能在更小的体积里爆发出更强的磁场。
这里有个关键知识点:聚变功率和磁场强度的四次方成正比。翻译过来就是,磁场强一倍,聚变功率直接飙到原来的16倍。
这个指数级的提升,带来了革命性变化:装置可以造得更小、更便宜、更快。
好比原来需要造个体育馆才能关住的猛兽,现在换个更结实的笼子,一个房间就够了。
成本和时间的断崖式下降,让民营企业看到了希望,纷纷下场参赛。比如,美国CFS公司设计的SPARC实验堆,使用了稀土钡铜氧(REBCO)高温超导带材料,体积仅为国际热核聚变实验堆(ITER)的约1.3%,建造成本从数百亿美元级别骤降至数十亿美元级别,建造周期也从数十年缩短到几年。
另一个神助攻,还是AI自己。核聚变的一个难点,是驯服那个上亿度的等离子体“火球”,它太调皮,行为难以预测。
现在,研究人员用AI和机器学习,能快速分析数据,实时调整参数,把过去需要几个月的调试时间,缩短到几天甚至几小时。
技术瓶颈就这样一个接一个被敲开了,给核聚变的商业业注入推力。
第三推,是钱和政策这两大助力。
核聚变无疑是块巨大蛋糕。国际原子能机构(IAEA)预测,2030年全球可控核聚变市场规模有望达到4965亿美元,2050年或突破万亿美元。
资本的鼻子最灵。一个万亿美元级别的未来市场,让全球资本都红了眼,敢往那些听着像天方夜谭的项目里砸钱。
外媒CNBC今年报道,中国和美国正在竞相成为首个创造电网规模核聚变能源的国家,而中国每年投在核聚变上的公共资金,差不多是美国的两倍。
在民私人企业的股权融资上,根据聚变咨询机构Fusion Energy Base的统计,截至2025年7月,美国聚变公司累计吸引了约62.8亿美元投资,中国公司累计吸引了约27.9亿美元投资,二者远超所有其他国家。
资金的加速涌入,不仅解决了吃饭问题,更带来了高效的商业思维、明确的节点和紧迫的时间表,改变了以往不紧不慢的科研节奏。
同时,政策绿灯也亮了起来。今年9月,中国颁布《原子能法》,从法律层面给聚变发展保驾护航。美国则在简化核聚变装置的审批流程,给创新松绑。
需求、技术、资金和政策,这三股力量形成一股合力,就是核聚变突然加速的真正原因。
它不是单一事件,而是一个时代到了。
03 未来图景:
时间表、新机遇与终极游戏规则
三重推力为核聚变注入了强大动能,让所有参赛者在通往“终极能源”的赛道上加速狂奔。
但这更像一场马拉松,而非百米冲刺——在跑向终点的路上,时间进度、中途机会,以及最后决定输赢的规则,都越来越清楚。
首先,时间表彻底更新了:从“这辈子看不到了”变成“快了快了”。
以前,核聚变更多存在于科幻小说里的场景。在科幻小说《三体》中,作者刘慈欣描绘了一个被核聚变改变的未来世界:城市天空上漂浮着数不尽的电力网络,能源就像空气一样无处不在。人类已经摆脱了对化石燃料的依赖,文明在无限能量的支撑下变得无比繁荣。
在业内,也流传着“核聚变永远还要50年”的魔咒。
如今,理想正在照进现实,魔咒正在被打破。虽然困难还是一箩筐,但核聚变已经从科幻走进了计划书,成了实实在在要完成的任务。
比如,中国的BEST装置预计2027年底建成,并计划在2030年实现首次聚变发电演示。今年9月美国能源部长预测,商业化核聚变发电最快可能在8年内实现,最迟不会超过15年。
值得关注的是中国的多路线布局,特别是在激光聚变上的快速进步,像一条鲶鱼搅动着整个赛场。如果张杰院士所说的“激光聚变路径”真的走通了,那绝对是王炸。这意味着,我们可能不用苦等完美的托卡马克,就能提前用上聚变能源。
其次,一个实实在在的大机会已经来了:“卖铲子”的黄金时代到了。
当年美国加州淘金热,大部分淘金客没发财,反而是那些卖铲子、牛仔裤、帐篷给他们的“卖铲人”赚了大钱。这个故事,在今天这场核聚变竞赛里也在上演。
在“人造太阳”完全成功之前,一个巨大的产业链机会已经摆在那里。不管最后是哪条技术路线、哪个国家、哪家公司赢了,他们都离不开一些共同的核心零件和工具。
比如,超导材料和磁体堪称整个系统的“心脏”,它决定了磁约束的效率和强度。谁能制造出性能更优、成本更低的超导带材和磁体,谁就掌握了产业链的关键环节。
有了强大的磁场还不够。 直接面对亿度高温等离子体的“第一壁”材料,需要承受极端的热负荷和中子辐射,这是材料科学面临的终极考验,也孕育着巨大的市场机遇。
而要驾驭所有这些尖端部件,离不开精密的制造和工程设计。聚变装置是极其复杂的系统工程,对制造精度和系统集成能力提出了前所未有的要求。
这些领域的“卖铲人”,不用赌最后谁能成功,却能在整个行业爆发时稳稳赚钱。
最后,决定胜负的是生态构建能力,这比单纯的技术领先更高一层。
等技术慢慢成熟,路线慢慢清晰,最后的竞争会升级。
它将不再是“谁先造出来”的竞赛,而是“谁能定标准、谁能建生态、谁能整合全球资源”的较量。
这就像现在的智能手机,iOS和安卓比的早就不单是哪个技术更强,而是谁的系统里应用更多、开发者更活跃、用户体验更好。
核聚变也一样。
未来,谁能建立起一个融合了技术专利、行业标准、资本、供应链和全球市场的完整生态,谁就能掌握定义未来能源世界的话语权。
这里就能看出中美布局的深层不同了。
中国在大型工程建设、全产业链制造和成本控制上优势明显,能快速把技术变成实物,还能控制住总成本。美国在原始创新、风险投资和构建全球化学研生态上传统很强,不停冒出颠覆性的想法并给它们找钱。
当然了,这种差异并非绝对。中国也在通过民营公司的崛起,展现出惊人的原始创新能力,美国同样有大规模的国家实验室体系和工程项目。
它们很可能不是谁完全取代谁,而是在又竞争又合作的复杂关系中,一起捏出一个全新的全球能源格局。而在这场长跑里,一个强大、自己能掌控的产业链生态,会是比单一技术突破更可靠的护城河。
话说回来,这场“人造太阳”的竞赛,我们每一个人都不仅是看客,更是马上就要走进这个新世界的亲历者。
一个能量巨大、清洁又便宜的能源时代,正在加速到来。
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