摘要：石油时代曾是人类工业化发展的象征，但随着资源的逐渐枯竭和环境问题的加剧，这个支撑了人类数百年的能源时代正走向终点。

文|江卿曻

编辑|江卿昇

石油时代曾是人类工业化发展的象征，但随着资源的逐渐枯竭和环境问题的加剧，这个支撑了人类数百年的能源时代正走向终点。

一项颠覆性的技术正冉冉升起，它被称为“人造太阳”，1克燃料的能量相当于8吨石油，却不产生任何污染。

但“人造太阳”究竟为何如此强大？它是否真能终结石油时代，彻底颠覆能源结构？更重要的是，中国如何走在了这一技术的最前沿？

人类的工业发展离不开能源，19世纪，煤炭推动了工业革命，20世纪，石油成为全球经济的动力引擎。

数十年来，人类对化石能源的需求量屡创新高，但其带来的负面影响也逐渐显现：温室气体排放导致气候变暖，开采和使用石油的过程对环境造成了巨大破坏。

全球能源格局中的不平衡也令人担忧，许多国家过于依赖石油进口，特别是新兴经济体，如中国，其庞大的人口和快速增长的工业化进程对能源的需求极为庞大。

进口石油成为支撑经济发展的重要手段，但也加重了国家经济负担，甚至引发了能源安全问题。

更严重的是，由于石油的分布高度集中，能源供需的不平衡导致了多次地区冲突，例如，中东地区长期的战乱背后，石油资源成为重要因素。

更重要的是，石油资源终究是有限的，科学家估计，按照目前的开采速度，全球已探明的石油储量将在几十年内耗尽。

环境的破坏和资源的枯竭让各国意识到必须寻找更加环保、可持续的替代能源，面对这样的挑战，科学界开始转向一种新的能源技术，可控核聚变，一种被誉为“人造太阳”的革命性能源形式。

可控核聚变的原理并不复杂，它模仿了太阳的能量来源，太阳之所以能稳定发光发热，是因为其内部持续发生着核聚变反应，通过将氢原子核结合成氦原子核，释放出巨大的能量。

科学家们希望通过人工方式重现这种核聚变反应，并在可控条件下将其用于能源生产。

相比于传统的化石能源，核聚变有三大显著优势：其一燃料来源丰富，氘和氚可以从海水中提取，储量几乎是无限的。

其二反应过程几乎不产生温室气体和放射性废物，对环境友好，其三1克核聚变燃料释放的能量相当于8吨石油，能量密度极高，效率无可比拟。

然而理论上的简单并不意味着实践中的容易，要让核聚变真正为人类服务，必须解决一系列复杂的技术难题。

首先核聚变需要极高的温度和压力，达到数千万甚至上亿摄氏度，才能让原子核克服相互间的静电排斥力实现聚合。

这种极端条件下，对设备的材料和结构要求非常苛刻，目前全球科学家仍在努力攻克这一技术难关。

并且核聚变的“可控”也至关重要，在实验室条件下，科学家已经能让核聚变反应短时间内发生，但要将其转化为长期、稳定的能源输出，必须对反应过程进行精确调控。

这就好比在暴风雨中操控一艘巨轮，任何微小的偏差都可能导致严重的后果，此外，反应过程中释放的高能粒子和辐射也需要有效控制，否则将对环境和人类健康造成巨大威胁。

那么中国究竟是如何在短短数十年内从追赶者成为领先者的？它又做了哪些努力，超越了其他国家？

全球核聚变领域的竞争如同一场没有硝烟的战争，而中国在这场竞赛中凭借坚定的战略布局、雄厚的科研实力和持续的资源投入，逐渐占据了主导地位。

从科研实验到商业化进程，中国正在以令人惊叹的速度刷新这一领域的技术高度。

中国对核聚变研究的布局始于20世纪末，而2003年的“环流二号”（HL-2A）实验标志着中国迈出了重要的一步。

在这次实验中，中国首次成功实现了偏滤器位形运行，这一结果不仅突破了国内核聚变研究的瓶颈，还使中国的研究水平达到甚至超越了当时国际主流水平。

从“环流二号”开始，中国在磁约束核聚变装置方面不断取得进展，2012年，中国在高约束等离子体研究领域取得了重要突破，这种高约束模式的等离子体运行方式是未来托克马克反应堆实现可控核聚变的基础条件之一。

2023年，“环流三号”迎来新的里程碑：实验中成功实现了100万安培高约束模式的稳定运行，再次刷新了国际磁约束聚变装置的记录。

这一成果不仅展示了中国在设备研发和反应控制上的领先地位，也为后续更高效、更稳定的核聚变研究奠定了坚实基础。

核聚变技术的研发注定是一项需要全球合作的艰巨任务，在这一过程中，中国不仅是技术的领导者，更是国际合作的积极推动者。

2006年，中国与日本、韩国、俄罗斯、印度及欧盟签署了一系列核聚变技术合作协议，为推动国际核聚变实验堆（ITER）项目贡献了关键力量。

作为ITER项目的核心成员，中国在多个关键设备的研发和制造上发挥了主导作用，例如中国团队承接了ITER项目中超导磁体、真空容器以及高精度组件的制造任务。

这些高科技设备需要极高的制造精度和技术水平，而中国不仅完成了任务，还在多个技术领域实现了领先。

这不仅巩固了中国在国际核聚变技术合作中的地位，也让中国积累了丰富的经验，为国内后续的技术研发提供了重要支持。

核聚变研究是耗资巨大的领域，而中国在资金投入方面展现了远超常规的力度，过去十年，中国在核聚变研究上的投入几乎达到了美国的两倍。

庞大的资金支持不仅确保了科研装置的建设和实验的顺利开展，也吸引了更多的社会资本参与进来。

近年来，中国的民营企业也开始加入核聚变技术研发的浪潮，进一步推动了技术的商业化进程。

例如位于陕西西安的星环聚能公司已经成功将核聚变反应温度提升至1500万摄氏度，接近未来实现商业化发电的技术门槛。

与此同时，在上海、安徽、河北等地，也有多家民营企业投入核聚变研究，这种企业与科研机构的协同发展模式为核聚变的市场化奠定了坚实的基础。

更值得注意的是，中国的核聚变商业化目标被设定在2032年，这一时间点比美国预测的2035年早了三年。

如果这一目标能够实现，中国不仅将在技术上领先全球，还将在能源产业的转型中抢占先机。

中国之所以能够在全球核聚变领域中遥遥领先，与其战略部署和科学管理密不可分。

首先中国在科研领域实行“集中资源办大事”的模式，这种强大的组织协调能力使得资源能够快速聚集，形成合力攻克技术难题。

中国科研团队具备极高的创新能力，在多年的研究中，中国团队不仅引进了国外先进技术，还通过自主研发取得了多项原创性成果，构建了独特的技术路线。

最后中国在国际合作中采取了“开放共赢”的态度，不仅借助国际平台提升自身技术水平，还积极输出技术和设备，为全球核聚变研究注入了“中国力量”。

为了实现2032年商业化发电的目标，中国需要在装置优化、能量输出稳定性、成本控制等方面进行更多的探索。

在这场国际竞赛中，中国是否能够继续保持领先？核聚变能否真正从实验室走向大规模应用？

可控核聚变被誉为“人造太阳”，不仅因为其模仿了太阳内部的核聚变过程，还因为它对未来的能源发展拥有划时代的意义。

从理论到实践，这项技术不仅仅是一个科学难题，更是人类追逐能源无限化的梦想。

在未来可控核聚变技术的成熟，不仅将彻底颠覆能源产业，还会带动交通、工业、环保等多个领域的变革，让人类社会迈向一个全新的阶段。

核聚变技术被称为“无限能源”，并不是夸张的说法，从理论上讲，可控核聚变的燃料来源极其丰富。

地球上海水中蕴含的氘和氚储量足够人类使用上百万年，远远超出化石能源的可采储量。

这也意味着，一旦可控核聚变实现，全球能源供应将不再受制于资源短缺问题，能源危机将成为过去。

更重要的是，核聚变的环保属性，与传统化石能源相比，核聚变几乎不会产生温室气体，完全避免了化石能源对气候变化的负面影响。

同时核聚变也不会产生核裂变那样高危险性的放射性废物，进一步减少了对环境的伤害，理论上，它是一种“零污染”的能源形式，为人类的可持续发展提供了一个理想的解决方案。

核聚变的高能量密度也令人惊叹，1克核聚变燃料释放的能量相当于8吨石油，甚至在医疗、农业等看似与能源无关的领域，核聚变技术也可能带来全新的应用。

例如通过核聚变产生的高能粒子可用于更高效的医疗影像设备；廉价的能源供应也能让农业生产摆脱能源瓶颈，进一步提高全球粮食产量。

尽管核聚变技术的未来令人兴奋，但它依然面临着巨大的挑战，从当前来看，全球核聚变技术的成熟度仅达到预期的50%左右，距离真正实现稳定、可控的反应还有一段漫长的路。

尤其是如何在持续高温高压条件下保证装置材料的稳定性、提升能量输出的效率，以及控制反应过程的安全性，都是亟需解决的问题。

此外核聚变的商业化也是一大难点，目前，核聚变装置的制造和运行成本依然居高不下，远远超出传统能源的经济可行性范围。

即便2032年中国能够实现商业化发电，如何让核聚变能源走向普及仍需大量努力。

科研人员需要在技术上进一步优化，提高装置的运行效率，同时通过技术共享与国际合作，加速这一技术的市场化进程。

世界范围内，各国对核聚变技术的竞速也让这一领域充满了不确定性，虽然中国目前在多项技术上处于领先地位。

但美国、欧洲、日本等国家和地区也在加速研发步伐，试图缩小技术差距，最终谁能在全球核聚变商业化进程中抢占先机，仍然是一个未知数。

可控核聚变技术，作为颠覆性能源革命的关键，将改变全球能源格局，为人类发展提供清洁、高效的解决方案。

中国在这一领域的领先地位，不仅代表了科研的进步，更是为全球能源可持续发展做出的重要贡献。

每日经济新闻2024-10-09《1克燃料可产生约8吨石油的能量，将彻底替代石油！这种技术中国厚积薄发》

环球网2024-04-24《可控核聚变融资额屡创新高 产业进入发展临界点》

来源：江卿曻