合肥启动全球首个紧凑型 “人造太阳”,2027 年将首次演示发电!

360影视 日韩动漫 2025-05-03 15:36 1

摘要:5 月 1 日,位于安徽合肥的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置(BEST)正式启动总装,比原计划提前两个月。这一全球首个实现 “聚变能发电演示” 的装置,标志着人类向 “终极能源” 商业化迈出关键一步。

5 月 1 日,位于安徽合肥的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置(BEST)正式启动总装,比原计划提前两个月。这一全球首个实现 “聚变能发电演示” 的装置,标志着人类向 “终极能源” 商业化迈出关键一步。

全球首个实现 “聚变能发电演示” 的装置,标志着人类向 “终极能源” 商业化迈出关键一步

一、从实验室到工程化:BEST 的三大突破

BEST 装置由中国科学院合肥物质科学研究院主导,采用全超导磁体设计,通过优化磁约束结构和新型材料技术,在较小体积内实现高温等离子体的高效控制。与国际热核聚变实验堆(ITER)相比,BEST 的体积仅为其 1/50,却能实现同等量级的能量输出。

技术突破一:真实燃料验证
BEST 将使用氘氚混合燃料进行可控核聚变反应,这是全球首次在实验装置中模拟未来反应堆的真实运行环境。装置核心部件包括 6000 吨超导磁体系统、杜瓦真空室和偏滤器,其中超导磁体的磁场强度达 12 特斯拉,相当于地球磁场的 24 万倍。

技术突破二:长脉冲运行能力
基于 EAST 装置 “亿度千秒” 的技术积累,BEST 将验证连续运行 1000 秒以上的等离子体约束能力。装置的主动冷却系统可承受每秒 10 兆瓦的热负荷,确保内壁材料在极端温度下的稳定性。

技术突破三:工程化集成创新
BEST 项目总装涉及 72 个子系统的精密安装,其中杜瓦真空室的制造精度误差控制在 0.1 毫米以内。该装置计划 2027 年建成后,将首次实现聚变能发电,为中国聚变工程示范堆(CFEDR)提供关键数据支持。

二、能源革命的民生图景:电价、就业与气候

核聚变若实现商业化,将彻底改变全球能源结构。以中国为例,1 升海水中提取的氘可产生相当于 300 升汽油的能量,而地球上海水储量足够满足人类上亿年的能源需求。

电价影响
国际能源署(IEA)预测,核聚变发电成本有望在 2050 年降至 0.1 元 / 度以下。这一价格较当前中国居民电价(0.56-0.62 元 / 度)下降 80%,工业电价(0.8-1.2 元 / 度)下降 70%。以合肥为例,一座 1000 兆瓦的聚变电站每年可减少 1000 万吨碳排放,相当于种植 2.7 亿棵树。

就业与产业
核聚变产业链涵盖超导材料、精密制造、核能安全等领域。合肥已形成 “两心一谷” 创新生态圈,吸引 300 余家企业参与,预计到 2035 年将带动超 100 万人就业。例如,安泰中科研发的全钨复合部件已应用于 BEST 装置,其生产技术可拓展至航天和医疗器械领域。

气候效益
2024 年全球能源相关碳排放量达 374 亿吨,而核聚变发电可实现近零排放。若全球 30% 的电力由聚变能提供,每年可减少碳排放 112 亿吨,相当于欧盟全年排放量的 2 倍。

与国际热核聚变实验堆(ITER)相比,BEST 的体积仅为其 1/50,却能实现同等量级的能量输出

三、中国 “三步走” 战略:从 BEST 到全球引领

安徽正实施核聚变 “三步走” 战略,BEST 是关键第一环:

2027 年:BEST 实现首次聚变发电演示,验证能量输出大于输入(Q>1);2035 年:建成中国聚变工程示范堆(CFEDR),实现 Q>30 的持续运行;2050 年:建成商业化聚变电站,电力并入国家电网。

国际对比

美国:Helion Energy 计划 2028 年建成 50 兆瓦聚变电厂,采用线性装置技术;欧盟:ITER 项目预计 2035 年实现 500 兆瓦输出,但体积是 BEST 的 50 倍;中国:BEST 的紧凑型设计和超导技术,使商业化进程领先国际同行 5-10 年。

四、挑战与未来:技术、成本与公众认知

尽管前景广阔,核聚变仍面临三大挑战:

材料瓶颈:装置内壁需承受 1 亿摄氏度高温和中子辐照,钨铜复合材料的研发成本占总投资的 15%;资金需求:BEST 项目总投资超 100 亿元,商业化堆的建设成本预计达 500 亿元;公众接受度:需加强科普,消除 “核辐射” 误解,建立专门的安全监管体系。

结语:聚变点亮未来

从合肥科学岛的 EAST 装置到 BEST 的总装启动,中国用 50 年时间走完了从跟跑到领跑的历程。这项技术不仅关乎能源革命,更将重塑全球经济格局。当 2027 年 BEST 装置首次点亮灯光时,那束聚变之光不仅是科学的胜利,更是人类对可持续未来的共同承诺。

合肥科学岛的 EAST 装置到 BEST 的总装启动,中国用 50 年时间走完了从跟跑到领跑的历程

来源:企之象

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