“人造太阳”背后的变局：中美为何押注这块万亿蛋糕？

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。