核聚变到底还要多久？院士们的答案差了数十年

如果你问几位国内聚变领域的权威专家”核聚变什么时候能实现”,得到的答案可能相差20年——有人2030年就能点亮灯泡,有人说2040年就能商用，还有人说2050年后才能商用，甚至还有”永远的50年”，还有人直接质疑这是竹篮打水。  

 

   为什么同一领域的判断差异如此之大？  

   

 

   各派声音  

 

   激进派  

 

   李建刚是中国工程院院士、中科院等离子体物理研究所研究员,超过40年投身”人造太阳”研究,是EAST装置和”聚变堆主机关键系统综合研究设施”的总指挥。2025年4月25日,他在上海”好望角科学沙龙”上给出明确时间判断:”我相信,最迟到2030年,一定能让第一盏’核聚变灯’在中国点亮。我们预计将在2027年建成BEST装置,大家最迟会在2030年看到’核聚变点亮的第一盏灯’。”  

 

   同月,他向中国经济网表示:”实现聚变发电还需要一段时间,但在此之前,很多聚变’沿途下蛋’相关技术可以在市场上率先实现应用。”但有趣的是,2024年他与彭先觉等在《中国工程科学》合著论文中,对挑战的描述远比公开演讲审慎,列出聚变五大挑战:能量平衡尚未实现、氚自持尚未得到验证、实现高可利用率难度极高、耐辐照材料开发进展缓慢、使用经济性普遍较差。  

 

   张杰是中国科学院院士,曾任上海交通大学校长,现为李政道研究所所长,走的是激光聚变路线。他提出的”双锥对撞点火”方案将压缩和加热两个过程分离,声称比美国NIF的”中心点火”方案更高效、更稳定。2025年7月,他在接受搜狐科技专访时表示:”估计20年内激光聚变能够做成电站,在未来的20年到30年的时间里面,应该说是进入到商业发电的状态。”同年9月浦江创新论坛,他提出”三步走”时间表:2025-2030完成点火与关键技术验证;2031-2035进行工程演示;2045实现商业运行,预计电价约0.18元/千瓦时,是美国方案的一半。  

 

   彭先觉院士的观点是:对纯聚变路线持保留态度,提出混合堆方案。2025年8月,在深圳”院士报告厅”的演讲中,彭先觉给出了具体的账本和时间表:”一座百万千瓦级的Z-FFR示范电站造价约在人民币200亿元量级……运营成本每年约10亿元,年发电量可达100亿度。”时间节点:2029年建成50MA大科学装置;2032年实验供热堆;2035年建成1000兆瓦级综合试验堆;2040年实现商业化发电。   

 

   审慎派  

 

   段旭如是中核集团聚变领域首席科学家,是国内聚变界”国家队”路线的最主要代言人。2026年1月,他多次公开阐述”六阶段”框架:”核聚变能源商业化遵循’实验堆—示范堆—商用堆’的客观规律,不可能一蹴而就。”2026年3月光明网采访中，他给出具体时间表：2035年左右建成中国首个工程实验堆，2045年左右建成我国首个商用示范堆，2050年前后实现商业化发电。”

 

   2026年3月光明网采访中,他给出具体时间表:”2035年左右建成中国首个工程实验堆,2045年左右建成我国首个商用示范堆,2050年前后实现商业化发电。”同年6月,在36氪报道中,他将核聚变商业化划分为六个阶段:原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆,指出中国目前处于”燃烧实验阶段”,后面三个台阶每个需要十年左右。  

 

   丁洪是中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所副所长,同时参与组建了上海未来产业基金。2025年10月,在可控核聚变未来产业大会上,他给出了分层判断:”我认为核聚变的大规模商业化,可能在25年内实现,小规模商业应用,10年就能实现。十年内我们会看到小型商业化装置的出现,二十五年后,核聚变的综合成本将具备竞争力。”  

 

   刘永是核工业西南物理研究院(原585所)原院长、中国核学会核聚变与等离子体物理分会名誉理事长。2025年8月,他向中国能源报强调:”对核聚变,我们需要有点耐心。做好规划,保持定力,正视挑战,逐步突进,目标必达。”同月,针对民企宣称近期商业发电的判断,他向网易表示:”尽管有公司宣称在未来几年实现核聚变商业发电,但这违背了核能技术从实验到规模应用的基本规律,需要理性看待。”  

 

   吴宜灿是中国科学院院士、国际核能院院士,曾在等离子体所担任副所长,后又在核安全所担任所长。2025年9月,他向科技日报强调:”我们会为’1亿摄氏度’或者’1000秒’这样的科学里程碑欢欣鼓舞,但一个能商用的聚变堆,必须同时回答能否稳定、安全、高效、经济地发电等问题。”  

 

   杜祥琬是中国工程院院士。2025年7月,他向大象新闻表示:”可控核聚变没有原理性的障碍,但还需要时间。大概需要时间二三十年,顶多五六十年。”2023年8月,对美国NIF点火的评价,他向中国经济网表示:”确实是一个重大进步,具有科学意义,但是当前离实现高增益的核聚变商业规模发电,还存在无法跨越的技术障碍。”  

 

   贺贤土是中国科学院院士、爱德华·泰勒奖获得者。2023年8月,他向中国经济网表示:”要借助该技术实现无限清洁能源的梦想,仍有很长的路要走。为使激光惯性约束聚变应用于能源,科学家们面临的一个重大挑战是建造高效、高重复频率的新型激光器,同时大幅提高靶球中的氘氚燃烧效率。”  

 

   质疑派  

 

   何祚庥是中国科学院院士,是国内对磁约束聚变商业化最激烈的批评者。2025年12月,他公开发文:”我何祚庥就是要对超导磁场受控热核聚变的所谓’研究’喋喋不休!为什么?因为我看不惯几千亿纳税人的血汗钱,被扔到一个大概率竹篮打水一场空的’伪项目’里!”此前,他也曾公开质疑大型粒子加速器项目,认为投入产出比极不合理。  

 

   民营聚变公司的声音  

 

   目前国内聚变创业公司融资火爆,能量奇点、星环聚能、蓝箭航天等纷纷获得亿元级融资,红杉、高瓴、中金等头部机构入场。这些公司宣称的时间表远比国家队激进——十年内点亮第一盏灯,二十年内示范堆。  

 

   星环聚能CEO陈锐向上海证券报表示:2032年示范堆,2035年并网发电。  

 

   能量奇点CEO杨钊向新民晚报表示:2027年Q>10,2030-2035年示范堆。  

 

   新奥集团刘敏胜向证券时报表示:2030年点亮氢硼聚变第一盏灯。  

 

   许敏是复旦大学教授、东昇聚变创始人。2025年9月,他向澎湃新闻表示:”实验室里的第一度电大约五年就能实现,而且很可能就是在中国实现。从第一度电发出,到上游供应链降低成本,20年是合理的时间尺度,那时候才能真正获得廉价的聚变电能。”  

 

   陈忠勇是科技部ITER计划首批专家。2026年6月,他向36氪直言产业公司的困境:”这些钱流向的多数技术路线,科学可行性尚未得到完全验证,更别说工程化。”  

   

 

   “实现”聚变,到底是实现什么?  

 

   看完这些观点,你会发现他们用的词不一样——李建刚说”点亮第一盏灯”,段旭如说”2050年商用”,丁洪说”10年小规模商业应用”。这些词背后,是对”实现”的不同理解,而且是从小到大的渐进过程。  

    

   “点亮第一盏灯”——用某种能量让灯泡亮一下  

 

   “点亮第一盏灯”听起来很直观,但技术含义需要拆开来看。  

 

   托卡马克运行时,等离子体不是一开始就能自己烧起来,必须先用外部加热系统给它升温。加热系统主要有三种:中性束注入(用高能粒子轰击等离子体)、射频加热(用电磁波给粒子”搓热”)、欧姆加热(用电流产生的焦耳热)。这些系统一直在运行,即使氘氚聚变反应没发生,这些加热能量产生的热量也能用来发电。  

 

   而且,如果采用液态冷却剂系统,冷却剂本身也会配备外部加热器——这意味着即使完全没有聚变反应,外部加热的能量也能让冷却剂产生热量,用来发电。  

 

   所以”点亮第一盏灯”真正的问题是:有多少能量来自聚变反应本身?  

 

   聚变反应本身的能量是否大于输入的加热能量,用Q值衡量——Q是聚变产生的能量与输入能量之比。Q=1叫”能量平衡”,意味着输出等于输入,但系统自身仍需消耗能量(如冷却、控制)。真正的”点火”指Q>∞,即完全自持燃烧。  

 

   但目前人类最接近的成就来自美国NIF的激光聚变实验:2022年底实现Q=1.5,但这是瞬时、单发实验,距离稳定燃烧仍有鸿沟。而且Q=1.5的计算只算加热等离子体的能量,不算冷却系统、控制设备、氚燃料循环这些辅助系统的能耗。如果把所有系统的能耗算进去,”净电增益”必然是负的。  

 

   “点亮第一盏灯”更像是一个科学演示——证明这套装置能从等离子体里提取到电能(最理想情况下),但不证明它能持续、稳定、经济地发电。  

 

“示范堆”——技术角度的”能跑通”

   段旭如时间表里的”示范堆”(2045年左右),指的是一个能长期运行、所有关键系统(等离子体、第一壁、冷却系统、氚循环、安全系统)都验证过的装置。示范堆发出的电肯定比火电贵,但它证明从聚变到电网的全链条能跑通。

   “小规模商业应用”——必须按商业逻辑来  

 

   丁洪说的”10年小规模商业应用”,有些人希望初期用在远洋岛礁、航天基地、数据中心等特殊场景。即使能用在特殊场景,小规模商业应用也必须按商业逻辑来——示范堆贵在”示范”(技术能跑通),商业应用则要求经济能成立。经济性虽然达不到电网级水平,但也不能太差,至少一部分场景用得起。  

 

   “商业化”——电价具备竞争性  

 

   “商业化”是最严格的标准:聚变电站发出的电,电价要能跟火电、核电、光伏+储能竞争。这涉及供应链成熟度、经济可承受性、监管适配性、稳定运行、长期材料耐受、氚燃料完全自持等一系列问题。

   降低成本才是核心问题。 复旦大学许敏算过一笔账:从实验室发出第一度电到供应链成本降到能接受,需要20年;如果一度电超过10元,聚变能源就无人问津。《自然·能源》的研究更悲观:聚变的”经验率”(学习曲线斜率)仅2%-8%,远低于光伏的20%以上——这意味着即使装机翻番,成本下降也有限。   

 

   “六阶段论”——工程周期的底线  

 

   段旭如提出的”六阶段论”——原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆——反映的是传统核能项目的时间表。从原理探索到商用堆,每个台阶都需要时间验证。  

 

   这不是说这些周期绝对不能压缩。高温超导、AI等离子体控制、快速迭代小装置,这些都能缩短一些时间。但核能领域的特殊性在于:每一次参数跃升都涉及全新的工程风险,这些风险需要充分验证。段旭如强调的底线是:不能像软件那样”快速迭代、热修复”——核能一旦出事,后果不可逆。  

 

   从示范到商业化的鸿沟  

 

   示范堆到商业化的鸿沟,本质是解决不了经济性问题——东西都好用,就是用不起。  

 

   钠冷快堆是最好的类比。全球多个核电大国历时超过半个世纪、建造了约十数台钠冷快堆,至今仍无成功的商业化案例。苏联/俄罗斯:BN-600(1980年投运)、BN-800(2015年投运)。美国、法国、日本、印度等国也都建造过钠冷快堆,但都由于无法商业化，多数已关停或退役。中国:CEFR 1995年开建(2011年并网)、CFR600(2025年临界)，至今也有30年，才从实验堆走到示范堆。  

 

   高温气冷堆同样如此。石岛湾 HTR-PM 是示范堆,不算商业化;HTR-600M(徐圩电站)是准备建设的首个商业高温气冷堆项目。从世界上第一个高温气冷堆电站开始也已经超过60年了。

 

   即便这些对早就跨过实验堆的阶段，虽然发展了数十年，但是离商业化还差很远,聚变的商业化鸿沟只会更大。  

   

 

   立场、利益与时间表  

 

   看完各派声音和”实现”的不同层级,再回头看时间表的分歧,你会发现这背后不只是对技术难度的判断不同,更是不同的立场和利益相关方在发声。目前国内聚变领域有两条明确的”国家队”路线——合肥的等离子体所路线和中核585所路线,以及其他相关参与方。  

 

   合肥路线:李建刚与等离子体所的产业布局  

 

   李建刚的”2030点亮第一盏灯”背后,是合肥地方政府推动千亿产业集群的目标,以及一整套产业布局。  

 

   合肥将聚变视为未来支柱产业,李建刚团队的技术进展与合肥的产业押注实际上已深度绑定——两者是一荣俱荣、一损俱损的关系。近年来,合肥市政府在多个前沿科技领域持续重仓,此前在新能源汽车、集成电路等领域的押注都取得了成功,形成了”敢赌、敢投、敢担责”的城市标签。  

 

   2023年5月,聚变新能(安徽)有限公司正式成立,注册资本50亿元,一年后增至145亿元,定位为”国家聚变能技术从实验室走向产业化的核心实施平台”,是中科院等离子体物理研究所在磁约束核聚变领域的唯一成果转化平台。  

 

   2025年7月,合肥发布聚变十大创新成果,同时宣布合肥未来聚变能源创投基金和聚变科创示范区概念规划。2023年11月,聚变产业联盟成立,60家优质企业、科研院校作为首批成员,李建刚担任主持人。  

 

   从这个角度看,”2030年点亮第一盏灯”的激进表述,既是为聚变争取资源窗口的手段,也确实有其底气——合肥已经孵化出太赫兹、高温超导、真空装备等一批技术公司,这些”蛋”确实在沿途下了。但反过来说,这种激进的叙事也有其风险:如果时间表一再推迟,公众的信心会受挫,”沿途的蛋”可能也不足以单独撑起聚变的大旗。  

 

   李建刚的发言,既是对技术进展的判断,也是在为合肥争取政策资源和产业布局的机会。这种模式的优势在于能快速聚集产业链,但风险在于时间表是否足够审慎。  

 

   中核585路线:上海的中国聚变能源有限公司  

 

   2025年7月,注册资本高达150亿元的中国聚变能源有限公司在上海闵行正式挂牌成立。这家公司是中核集团直属二级单位,代管核工业西南物理研究院(即原585所),董事长为刘叶。  

 

   股东阵容体现了多方合力:中核集团、中国石油昆仑资本、上海未来产业基金等。上海市委副书记、市长龚正亲自为其揭牌——上海市政府的重视程度可见一斑。公司计划通过”先导实验堆—示范堆—商用堆”三阶段发展,推动聚变产业链落地,目标是到”十五五”末期形成千亿级规模产业集群。  

 

   段旭如的审慎态度,反映的是中核集团作为大型央企的发展节奏——承担着国有资产保值增值和能源安全兜底的责任,核能项目的容错空间极小,一步走错可能拖累整个集团的资源配置。他提出的”六阶段论”,本质上是为中核集团的聚变发展设置时间框架:从原理探索到工程实验堆、到示范堆、再到商用堆,每个阶段都需要充分验证。  

 

   值得注意的是,上海未来产业基金与中核585所有产业合作关系,通过资金支持推动585所的聚变技术转化。这种合作让上海能够分享585所的技术积累,也让585所获得了上海的产业资源。丁洪院士同时参与组建了上海未来产业基金,他的表态,既是为基金投资项目设计时间表,也是在为上海与585所的合作创造对接窗口——私募基金的投资周期通常是10年,”小规模商业应用10年就能实现”为基金投资项目的退出窗口提供了时间表。  

 

   张杰的路线竞争:与美国NIF正面交锋  

 

   张杰走的是激光聚变路线,他提出的”双锥对撞点火“方案将压缩和加热两个过程分离,声称比美国NIF的”中心点火”方案更高效、更稳定。  

 

   NIF在2022年底实现了Q=1.5的突破,这是激光聚变领域的重大里程碑。张杰必须证明”双锥对撞”比NIF更优,才能为这一路线争取独立的资源投入。他提出2045年电价”是美国方案的一半”,是在与美国路线进行正面竞争。  

 

   刘永的”基本规律论”:为行业划定安全底线  

 

   核工业西南物理研究院原院长刘永以”做好规划,保持定力,正视挑战,逐步突进,目标必达”的态度,提醒民企宣称近期商业发电违背了核能技术从实验到规模应用的基本规律,需要理性看待。  

 

   刘永已至65岁,不再承担行政任务,以一位老科学家的身份发言。他的”基本规律论”,是对行业标准的维护。民企的”快迭代”模式在核能领域可能引发监管风险,他的表态是在为行业划定安全底线:核能不是互联网,不能用硅谷式的试错逻辑。  

 

   吴宜灿的国际视角:核能安全标准的维护者  

 

   吴宜灿是国际能源署IEA-ESEFP负责人,从国际核能安全标准和核技术发展规律的角度发声。他的研究重点在聚变堆中的”核能”系统环节——聚焦于聚变电站的安全分析、燃料循环、辐射防护、核废料处理等核能安全问题。他从国际视角强调聚变能商业可行性阶段尚未真正启动,提醒各国核安全机构对聚变电站的审批标准极为严格,不是中国可以单方面突破的。  

 

   何祚庥的质疑:公共知识分子的独立立场  

 

   何祚庥以”大概率竹篮打水一场空”为由质疑巨额投入。他不否定科学价值,但反对无视物理规律的商业化炒作。  

 

   彭先觉的”偏方”:避开主路寻找替代路径  

 

   彭先觉院士对纯聚变路线持保留态度,同时提出绕过核心困境的替代方案。在《中国工程科学》的合著论文中,彭先觉与李建刚等共同指出:纯聚变面临的挑战之一是能量增益要求极高(激光惯性约束路线Q值需达数千),而混合堆因裂变包层有能量放大效应,对聚变增益的要求大幅降低;材料方面,纯聚变第一壁需承受极高中子通量,混合堆的裂变包层因深次临界,现有裂变堆材料即可用。  

 

   从另一种角度看,Z-FFR混合堆更像是一种”偏方”——如果纯聚变太难走,那就用裂变包层”托底”,降低对聚变增益的要求。这种思路有其合理性:如果材料瓶颈和氚自持问题真的不可逾越,混合堆可能是更现实的路径。但这也意味着放弃了”纯聚变”的终极目标——从无限清洁能源的角度看,混合堆只是半步。聚变裂变混合堆不仅集合了两者的优点,实际上也集合了两者的缺点。彭先觉选择”偏方”,本质上是在赌:纯聚变可能太远,混合堆可能更快。  

 

   民营企业的资本逻辑:为融资创造叙事  

 

   民营公司的乐观时间表,是资本市场的需要。创业公司需要向投资人证明”这条路能成”,2030年前后是实现商业回报的关键窗口。即使实际进度慢于预期,早期的乐观承诺也能为后续融资创造叙事——这是硅谷式的”画饼”逻辑,但在核能领域面临根本性的物理约束。  

   

 

   ITER的进度与教训  

 

   如果把国内时间表的分歧放在全球背景下看,其实还有一个更大的参照物——ITER(国际热核聚变实验堆)。这个由中国、欧盟、美国、日本、韩国、印度、俄罗斯七方合作、耗资数百亿美元的”人造太阳”,原计划的时间表和现在实际进度形成了鲜明对比。  

 

   ITER的定位是验证聚变科学可行性和工程可行性的实验装置,目标是实现Q值达到10的聚变反应。如果ITER能成功,人类将第一次在聚变装置上实现”输出能量远大于输入能量”的里程碑。  

 

   签约时的承诺:2019点亮,2027氘氚聚变  

 

   2006年,ITER七方签署协议时的计划是:2007年正式成立,2008年开始组件制造,2010-2014年完成托卡马克建筑的地基和抗震基础,2012年通过法国核安全许可,2015年开始反应堆组装,2018年组装完成,2019年产生第一束等离子体,2027年开始氘氚聚变操作,逐步达到500MW聚变功率。  

 

   现在的事实:首次等离子体推迟了17年  

 

   2025年10月,ITER组织公布新的”基线”时间表:首次等离子体推迟至2036年,氘氚聚变实验推迟至2039年。这意味着首次等离子体比原计划推迟了17年,氘氚聚变推迟了12年——时间成本几乎翻倍。  

 

   推迟的原因包括:新冠疫情导致供应链延迟,部分关键机器部件需要维修,欧盟负责的第一壁真空室部件多次因制造缺陷返工,法国核安全局(ASN)对ITER的氚库存、冷却系统故障模式、中子屏蔽设计提出大量问题要求补充安全分析报告,七方合作的政治协调成本极高导致整体进度不可控。  

 

   ITER的预算从最初的50亿美元涨到目前的200多亿美元,且仍有上涨可能。但这只是实验装置的造价,不发电。商业示范堆的造价可能是ITER的3-5倍,因为示范堆需要氚循环系统、更复杂的冷却系统、更完善的安全系统。  

 

   更值得警惕的是,到2036年还有10年,大概率还会继续推迟。预期实验堆这一步至少推迟20年以上。从实验到示范到商业,难道要推迟60年么? “永远的50年”这种说法,并非没有道理。  

 

   国内凭什么能超过ITER?  

 

   ITER的进度一再推迟,本质上反映了聚变项目的工程复杂性远超预期。  

 

   国内项目在决策效率、产业配套上有一定优势——国内项目可以在单一国家框架下推进,决策链条更短,资金调配更灵活;合肥、上海已经形成了较完整的聚变产业生态。  

 

   但优势不等于保证。国内项目同样面临核安全监管、氚自持、等离子体控制等共性难题,只是在国内体制下,这些问题可能以不同的节奏和方式呈现。而且,ITER作为全球合作项目,凝聚了各国最顶尖的科研力量和工业能力,其进度都一再推迟,国内项目凭什么能做得更好?是技术路线更先进?还是工程能力更强?或者只是因为更敢承诺?  

   

 

   我们是否还要继续支持激进派?  

 

   看完这些分歧,一个自然的问题是:如果ITER进度这么慢,审慎派反复强调”需要耐心”,我们是否还要继续支持激进派?  

 

   第一个角度:资金可以加速技术进展,钱越多越快  

 

   核聚变研究是长周期、高投入的游戏。如果没有能在决策者面前说”2030年点亮第一盏灯”的人,聚变项目的预算就会被光伏、储能、电池这些能更快看到回报的领域挤占。  

 

   第二个角度:沿途下蛋的产业化反哺  

 

   但即使时间表推后,”沿途下蛋”的价值依然存在。合肥已经孵化出一批技术公司,这些”蛋”确实在沿途下了。太赫兹技术用于安全检测和医疗成像,高温超导材料应用于其他超导设备,真空装备和等离子体控制技术找到了更广泛的工业应用。这些技术的商业化,为聚变研究创造了更持续的财政和产业支持。  

 

 

   读者需要学会分辨:从哪些角度看问题。第一,看听众——是对公众说、对决策者说、对投资人说,还是对监管机构说?第二,看目的——是争取预算、争取融资、招商引资,还是确保安全?第三,看立场——谁的利益被放大,谁的风险被强调?第四,看阶段——讲的是”点亮第一盏灯”、”小规模商用”、”示范堆”,还是”大规模电网供电”?  

 

   同样的时间表,从不同角度解读,含义完全不同。有的时间表是对公众和决策者说的,目的是争取预算;有的时间表是对监管机构说的,目的是确保安全;有的时间表是对投资人说的,目的是完成融资;有的时间表是对招商引资说的,目的是产业落地;有的时间表是对纳税人说的,目的是监督公共资金使用。这些时间表各有立场,但都反映了不同的现实。  

 

 

   从物理规律看,聚变是人类最有希望实现”无限清洁能源”的路径。从工程现实看,ITER的教训、氚自持问题、等离子体控制难题都是必须跨越的鸿沟。2040-2050年是最可能的示范窗口,但即使到那时,”示范堆”层面的商用也不意味着大规模普及。  

 

   支持激进派,是因为他们能让聚变项目活下去;但同时也要听审慎派的意见,因为他们能让项目不走偏。何祚庥的质疑之所以有价值,是因为他提醒我们:如果投入方向错了,再多的钱也是浪费。  

 

   这种分歧和辩论,本身就是科学进步的动力。