AI的盡頭是能源，能源的天花板在哪？核聚變是當(dāng)下很多人的希望所在。

“中國環(huán)流三號(hào)”作為我國“新一代人造太陽”裝置，實(shí)現(xiàn)了離子溫度1.2億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度的“雙億度”，聚變綜合參數(shù)達(dá)到10的20次方量級(jí)。當(dāng)前，“中國環(huán)流三號(hào)”正按計(jì)劃推進(jìn)全面升級(jí)，計(jì)劃2027年首次實(shí)現(xiàn)燃燒實(shí)驗(yàn)。

去年10月，位于合肥的緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置（BEST）項(xiàng)目建設(shè)取得關(guān)鍵突破，首個(gè)關(guān)鍵部件杜瓦底座成功安裝就位。BEST采用高、低溫混合超導(dǎo)托卡馬克技術(shù)路線，將首次在國際上驗(yàn)證聚變可在真實(shí)燃料環(huán)境下實(shí)現(xiàn)凈輸出能量，演示核聚變發(fā)電。預(yù)計(jì)到2030年有望通過核聚變點(diǎn)亮第一盞燈。

“實(shí)驗(yàn)室里的第一度電大約五年就能實(shí)現(xiàn)，而且很可能就是在中國實(shí)現(xiàn)?！睆?fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理研究所教授許敏日前表示，從第一度電發(fā)出，到上游供應(yīng)鏈降低成本，20年是合理的時(shí)間尺度，那時(shí)候才能真正獲得廉價(jià)的聚變電能。

當(dāng)前，業(yè)界和學(xué)界對于核聚變是否過熱存在一定擔(dān)憂，情緒時(shí)有波動(dòng)，有人過于樂觀，有人過于保守，這都不是好現(xiàn)象。許敏表示，更重要的是設(shè)定合理目標(biāo)、實(shí)事求是，不停留在PPT上，必須拿出真正經(jīng)得起檢驗(yàn)的成果。

而在這一過程中，耐心資本的堅(jiān)定支持不可或缺。

托卡馬克“冰火兩重天”

兩個(gè)輕原子核相互碰撞，結(jié)合成一個(gè)較重的原子核，這一過程中能夠釋放巨大能量。在未來產(chǎn)業(yè)中，可控核聚變產(chǎn)業(yè)獨(dú)樹一幟。上海國投公司科創(chuàng)總監(jiān)、上?？苿?chuàng)集團(tuán)董事長朱民介紹，可控核聚變的可行性已在理論層面被充分驗(yàn)證，最大難點(diǎn)在于工程化，涉及材料、裝備、核心技術(shù)、算法等挑戰(zhàn)。

磁約束聚變和慣性約束聚變是重要的聚變路線。瞬間釋放出巨大能量的激光核聚變是慣性約束聚變的典型代表，與之形成鮮明對比的磁約束聚變是穩(wěn)定、持續(xù)的聚變反應(yīng)，由此衍生出托卡馬克、仿星器、場反位形（FRC）、磁鏡等細(xì)分路線。盡管兩大技術(shù)路線路徑迥異，但目標(biāo)卻是一致的——都希望通過聚變?yōu)槿祟愄峁┏渥?、清潔的能源?/p>

托卡馬克是利用磁場約束實(shí)現(xiàn)可控核聚變的裝置，也是全球磁約束聚變研究中最主流、進(jìn)展最快、最有希望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的方案。

氘-氚聚變是目前地球上最易實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)類型，也是各國聚變研究的主流路線。聚變反應(yīng)條件下燃料氣體被電離為帶正負(fù)電荷的等離子體態(tài)，溫度高達(dá)1億-2億攝氏度，地球上沒有任何容器能夠承受如此極端的高溫，但可利用磁場將其約束在有限空間內(nèi)以維持聚變反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，這就是“磁約束聚變”的基本思路。為了產(chǎn)生有效約束等離子體的磁場，托卡馬克裝置應(yīng)運(yùn)而生，它就像一個(gè)用磁場做成的籠子，能把上億攝氏度的高溫等離子體“關(guān)”在里面。

托卡馬克裝置。

整個(gè)托卡馬克裝置內(nèi)部可謂“冰火兩重天”：一方面，通過微波加熱和中性束加熱，將裝置內(nèi)部的燃料等離子體溫度維持在上億攝氏度；另一方面，借助低溫系統(tǒng)讓高溫超導(dǎo)磁體的實(shí)際運(yùn)行溫度維持在零下200攝氏度甚至更低。

如此極端溫差，對工程能力構(gòu)成了極大考驗(yàn)，裝置的可靠性、運(yùn)行的穩(wěn)定性、建設(shè)運(yùn)維的成本控制，每一環(huán)都是硬骨頭。拆解一臺(tái)托卡馬克，真正的挑戰(zhàn)集中體現(xiàn)在各類工藝細(xì)節(jié)上。高溫超導(dǎo)帶材繞制技術(shù)、相關(guān)零部件的制造工藝、材料的加工工藝，以及運(yùn)行控制的智能化水平，都將直接決定托卡馬克裝置的成熟度。

許敏介紹，高溫超導(dǎo)的帶材在僅約兩微米厚的薄層中便可承載數(shù)百安培的電流，這正是高溫超導(dǎo)磁體繞制的基礎(chǔ)性材料。盡管目前采用的配方已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百安培的載流能力，但要承載1000安培甚至5000安培的電流，帶材配方的優(yōu)化還需要借助AI輔助設(shè)計(jì)和充分的測試驗(yàn)證。未來，聚變電站7*24小時(shí)全天候運(yùn)行，必須依靠高度智能化的控制與運(yùn)行體系。這意味著要完善數(shù)據(jù)測量硬件，發(fā)展先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析方法，以高質(zhì)量數(shù)據(jù)訓(xùn)練專用模型，推動(dòng)電氣工程接口標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化。而AI將承擔(dān)起分析高品質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、沉淀決策的基本邏輯等重任，幫助探索解決關(guān)鍵科學(xué)挑戰(zhàn)。

“非主流”的氘-氦3路線

與主流的氘-氚聚變反應(yīng)技術(shù)路線不大一樣，復(fù)旦大學(xué)聚變團(tuán)隊(duì)走的是“氘-氦3”路線。用許敏的話說，選擇“氘-氦3”路線就是找到自己的定位，同國家主流路線形成互補(bǔ)，成為磁約束聚變研發(fā)的前沿探索陣地。

氘-氚反應(yīng)有兩大難題都和“氚”相關(guān)。一是氚的自給自足問題，氚的半衰期相對較短，每過12.33年就有一半氚衰變成了穩(wěn)定的氦3，因而自然界中基本沒有氚存在，為了維持氘-氚聚變電站運(yùn)行，需要電站一邊燃燒氚釋放能量、一邊同時(shí)生產(chǎn)更多的氚以滿足自身需求，同時(shí)還要預(yù)防氚的泄漏。二是材料“扛不住”，氘-氚聚變反應(yīng)產(chǎn)生14兆電子伏的高能中子會(huì)對聚變堆結(jié)構(gòu)材料造成輻照損傷，為此往往需要建造1-1.5米的厚重屏蔽層。

材料問題是氘-氚路線必須攻克的關(guān)鍵卡點(diǎn)——要么研發(fā)出一種能在極端環(huán)境下長時(shí)間穩(wěn)定服役的顛覆性材料，要么選擇一條無中子或低中子技術(shù)路線，從根本上規(guī)避材料難題。

東昇聚變選擇了后者，力求以氘-氦3燃料路線與主流技術(shù)路線形成互補(bǔ)。由于氘-氦3聚變基本無中子產(chǎn)生，因此無需建造厚重而昂貴的屏蔽層，裝置規(guī)模得以相對縮小，這為建設(shè)基于高溫超導(dǎo)強(qiáng)磁場的緊湊型聚變電站創(chuàng)造了條件。采用這種燃料方案的聚變電站可以更靠近城市或數(shù)據(jù)中心，無需長距離輸配電，布局方式更加靈活。

復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理研究所教授許敏。

“未來如果氘-氚聚變路線和氘-氦3聚變路線都實(shí)現(xiàn)了，最終會(huì)形成一體化的供電網(wǎng)絡(luò)。在遠(yuǎn)離城市的地方修建采用氘-氚燃料的大型聚變電站，在靠近城市或數(shù)據(jù)中心的區(qū)域布局氘-氦3緊湊型電站?！痹S敏表示，兩種燃料路線能形成互補(bǔ)，由于氚衰變的產(chǎn)物就是氦3，運(yùn)行氘-氚聚變電站需要維持足夠的氚燃料存量，自然也為氘-氦3聚變提供了氦3來源。

但這顆“誘人的果實(shí)”并非唾手可得，它同樣面臨著一系列嚴(yán)峻技術(shù)挑戰(zhàn)。高溫超導(dǎo)磁體工藝尚不成熟，而聚變電站的磁體必須具備足夠的可靠性與穩(wěn)定性；更高的聚變反應(yīng)溫度也為裝置的控制運(yùn)行及熱量排出帶來更大的挑戰(zhàn)。東昇聚變計(jì)劃用10年左右時(shí)間建設(shè)三代聚變裝置，最終實(shí)現(xiàn)氘-氦3聚變凈能量增益Q>1的目標(biāo)。其中，第一代裝置“晨光”將重點(diǎn)解決高溫超導(dǎo)強(qiáng)磁場磁體在真實(shí)運(yùn)行工況下的可靠性和穩(wěn)定性驗(yàn)證問題，并作為聚變?nèi)斯ぶ悄軘?shù)據(jù)工廠，提供海量的真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，幫助驗(yàn)證和優(yōu)化強(qiáng)磁場下的物理模型，以及為實(shí)現(xiàn)高度智能化的裝置運(yùn)行控制提供支撐，指導(dǎo)設(shè)計(jì)下一代聚變裝置。

“晨光”聚變裝置。

盡管Q>1距離實(shí)現(xiàn)人類所期待的廉價(jià)、清潔、近乎無限的能源仍存在鴻溝，但許敏表示，這是科學(xué)研究必須邁過的一道門檻，無論是Q大于1、大于30乃至50，都是聚變技術(shù)不斷向前發(fā)展的必經(jīng)階段。由于無需面對耐中子輻照材料和氚相關(guān)的難題，一旦“氘-氦3”聚變實(shí)現(xiàn)Q>1，后續(xù)的工程化和商業(yè)化發(fā)展道路將相對容易很多。

“我最不希望等到我退休那天，聚變技術(shù)的進(jìn)展跟今天相比沒什么兩樣。”可控核聚變已經(jīng)發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，依然沒有任何一個(gè)國家能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定可控輸出低成本的聚變能量。為了讓聚變可以跑得更快些、破解工程化難題，許敏決定走出實(shí)驗(yàn)室。

創(chuàng)業(yè)路上，資金怎么來、股權(quán)怎么分、運(yùn)營中會(huì)踩哪些坑，他缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)。好在，上海國投及旗下未來產(chǎn)業(yè)基金、上海科創(chuàng)集團(tuán)的深度孵化讓每一步都走得踏實(shí)。

敢于“撒第一把米”

2025年7月，復(fù)旦大學(xué)磁約束聚變團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)東昇聚變在上海成立，背后支持方除了復(fù)旦大學(xué)還有上海國投旗下上海未來產(chǎn)業(yè)基金、海桐國際創(chuàng)新中心、中科創(chuàng)星、啟盈同創(chuàng)等。有了上海國投的背書，市場化資金慢慢有了信心，帶動(dòng)了各類資本注入。許敏常說，沒有上海國投的扶持，東昇聚變連人才引進(jìn)都不會(huì)如此順當(dāng)。

當(dāng)前，上海在可控核聚變領(lǐng)域形成了結(jié)構(gòu)性、生態(tài)性、平臺(tái)化的整體打法。朱民介紹，隨著中國聚變公司落地上海，圍繞不同技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)鏈方向，上海投資布局了東昇聚變、星環(huán)聚能、能量奇點(diǎn)等多支聚變團(tuán)隊(duì)和上海超導(dǎo)、上創(chuàng)超導(dǎo)、翌曦科技等供應(yīng)鏈企業(yè)。可以說，上海在可控核聚變賽道上已經(jīng)構(gòu)建起全棧式、系統(tǒng)性的生態(tài)，未來有望形成“上下游就是上下樓”的聚變產(chǎn)業(yè)格局。

上海的資本“工具箱”同樣豐富。上海國投旗下未來產(chǎn)業(yè)基金、上?？苿?chuàng)集團(tuán)等投資平臺(tái)覆蓋從天使輪到IPO的全鏈條，為聚變產(chǎn)業(yè)提供持續(xù)有力的資本支持，通過搭建聚變產(chǎn)業(yè)鏈上的黨建聯(lián)盟，為有潛力的早期創(chuàng)業(yè)企業(yè)“撒第一把米”。

上海國投公司科創(chuàng)總監(jiān)、上?？苿?chuàng)集團(tuán)董事長朱民。

“國資最大的使命就是勇于撒第一把米?！敝烀癖硎?，顛覆性創(chuàng)新的每一環(huán)都要循序漸進(jìn)地驗(yàn)證與落實(shí)，傳統(tǒng)社會(huì)化資本的習(xí)慣是等到技術(shù)路徑逐漸收斂、發(fā)展態(tài)勢明朗之后才肯入場。但國有資本不能走“等著看、零星投”的老路?！叭绻麌Y都不率先撒下種子、扛起風(fēng)險(xiǎn)，這片生態(tài)可能就真的沒了，這條技術(shù)路線也會(huì)在成長途中戛然而止?！?/p>

“國有資本在關(guān)鍵時(shí)刻要迅速補(bǔ)位，堅(jiān)定站在科技創(chuàng)新第一線，敢于押注、敢于出手，敢于第一把米撒出去?！敝烀癖硎?，如今，在國資的“引流”之下，核聚變產(chǎn)業(yè)布局已形成強(qiáng)勁推力，各類資本唯恐踏空。正是這種緊迫感，讓聚變生態(tài)迅速生長?！皩ξ覀兌裕@是最大的收獲。也許技術(shù)路徑還會(huì)遇到波折，但我們并不畏懼，只要生態(tài)、氛圍和產(chǎn)業(yè)鏈搭建起來，國資機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略任務(wù)就基本實(shí)現(xiàn)了。未來企業(yè)遇到困難，國投系的資本集群將系統(tǒng)化、針對性地幫扶解決?！?/p>

創(chuàng)投機(jī)構(gòu)像撒米一樣把資金播撒給早期初創(chuàng)企業(yè)，聚變企業(yè)接過這把“米”，并不攥在手里，而是繼續(xù)撒向上下游供應(yīng)鏈，用訂單和技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)同發(fā)展。

“如果一度電的價(jià)格超過10元，聚變能源將無人問津。所以供應(yīng)鏈的重要性不亞于聚變主機(jī)裝置，從長遠(yuǎn)來看，供應(yīng)鏈決定聚變價(jià)值?！痹S敏表示，企業(yè)發(fā)展并非零和博弈，越是開放越能獲得更快成長。聚變行業(yè)整體向好，個(gè)體企業(yè)才能真正受益。從Q>1，到第一度電發(fā)出，再到最終實(shí)現(xiàn)老百姓期待的一毛錢一度的電，聚變還有很長的路要走。裝置的可靠性和穩(wěn)定性、建設(shè)和運(yùn)行成本都需要長時(shí)間積累與發(fā)展?！案邷爻瑢?dǎo)帶材成本如何降低，高功率回旋管技術(shù)和中性束加熱技術(shù)如何發(fā)展，離子回旋技術(shù)能否滿足未來電站運(yùn)行的需求，這些都需要更多的科研投入，將來面臨的困難還有很多，這些困難需要全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同克服。”

許敏表示，當(dāng)前市面上存在一些不同的聲音，情緒時(shí)有波動(dòng)，有人過于樂觀，有人則過于保守，這些都不是好現(xiàn)象。必須拿出真正經(jīng)得起檢驗(yàn)的成果。隨著資源投入的不斷增加、科研經(jīng)費(fèi)與人才隊(duì)伍的全方位支持，可控核聚變定會(huì)加速推進(jìn)。

耐心資本與科學(xué)家攜手打破“永遠(yuǎn)50年”困境

“核聚變究竟什么時(shí)候能夠發(fā)出第一度電？我認(rèn)為這個(gè)時(shí)間不遠(yuǎn)了。實(shí)驗(yàn)室里的第一度電大約5年就能實(shí)現(xiàn)，而且很可能就是在中國實(shí)現(xiàn)?！痹S敏表示，從第一度電發(fā)出，到上游供應(yīng)鏈降低成本，20年的時(shí)間尺度是合理的，到那時(shí)才能真正獲得廉價(jià)的聚變電能。

“雖然目前還無法準(zhǔn)確預(yù)測聚變商業(yè)化何時(shí)實(shí)現(xiàn)，但進(jìn)程已經(jīng)大大加速，過去人們常調(diào)侃核聚變永遠(yuǎn)50年，但這一次可能真的不同了?！鄙虾Ｎ磥懋a(chǎn)業(yè)基金總經(jīng)理魏凡杰表示，今年，風(fēng)險(xiǎn)投資開始大規(guī)模進(jìn)入基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，投入總量遠(yuǎn)超以往高?；蚩蒲性核目蒲薪?jīng)費(fèi)。過去，一個(gè)科研機(jī)構(gòu)十年間可能也無法獲得20億元聚變研究經(jīng)費(fèi)；而今年，僅聚變領(lǐng)域幾家初創(chuàng)公司的融資總額就有望突破20億元，資金使用效率也大幅提升。

上海未來產(chǎn)業(yè)基金總經(jīng)理魏凡杰。

魏凡杰表示，風(fēng)險(xiǎn)投資往前走，基礎(chǔ)科研往后走，基礎(chǔ)科研與產(chǎn)業(yè)化之間的界限正變得模糊，AI的介入極大加速了科研迭代進(jìn)程。優(yōu)秀人才不斷涌入，人才密度快速提升，培養(yǎng)年輕人才尤其需要那些具備“AI原生”思維的年輕人進(jìn)入聚變領(lǐng)域，他們能夠帶來更前瞻的想法，重塑行業(yè)的迭代模式。

“對于個(gè)體而言，50年需要用近一生去奮斗；在人類歷史長河中，50年不過短短一瞬。在人類文明與科研發(fā)展的宏大尺度上，50年即便再翻上幾倍，也不過是彈指一揮間。但不能因?yàn)槁吠具b遠(yuǎn)就不出發(fā)?！敝烀癖硎荆瑯I(yè)界和學(xué)界對于當(dāng)前核聚變是否過熱存在一定擔(dān)憂?？茖W(xué)研究本就充滿艱難，不同技術(shù)路徑尚未收斂，哪條賽道能夠真正走向工程化和應(yīng)用化尚不明朗，但必須清醒認(rèn)識(shí)到，這一賽道關(guān)系國家戰(zhàn)略定位與戰(zhàn)略命脈，國資責(zé)無旁貸。隨著人工智能的助力，工程化驗(yàn)證能力的提升以及不同技術(shù)路徑的收斂，人類與聚變商業(yè)化“永遠(yuǎn)50年”這一判斷之間的距離在不斷拉近。

“今天的成熟產(chǎn)業(yè)就是昨天的未來產(chǎn)業(yè)。如果對未來的科技沒有信心，沒有熱愛，只會(huì)永遠(yuǎn)止步不前。因?yàn)橄嘈?，所以看見。而相信的前提是不要三心二意。國資作為最堅(jiān)定、最耐心的助力者和陪伴者，始終愿與那些看得見未來、懷有信心、步履堅(jiān)定的科學(xué)家和團(tuán)隊(duì)站在一起，共同縮短創(chuàng)新的距離，降低創(chuàng)新的難度?！敝烀裾f。