“我相信，最遲到2030年，一定能讓第一盞‘核聚變燈’在中國(guó)點(diǎn)亮?！?月25日在上海舉行的“好望角科學(xué)沙龍”活動(dòng)上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)物理學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、國(guó)家大科學(xué)工程“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”總指揮李建剛表示，“點(diǎn)亮聚變燈”的愿景正變得越來(lái)越清晰。

而在核裂變方面，有專家提到我國(guó)已建成全球首個(gè)第四代特征的球床式高溫氣冷堆，并有希望率先建成全球首個(gè)陸上小型壓水堆“玲龍一號(hào)”。

未來(lái)十年是小堆發(fā)展重要窗口期

核聚變反應(yīng)即兩個(gè)較輕的原子核在高溫、高密度條件下結(jié)合成一個(gè)較重的原子核，并釋放出巨大的能量。太陽(yáng)之所以發(fā)光放熱，正是源于其內(nèi)部不斷進(jìn)行的核聚變反應(yīng)?！耙坏?shí)現(xiàn)聚變發(fā)電，一杯海水就能提供相當(dāng)于300升汽油的能量?！睘榱藢?shí)現(xiàn)聚變發(fā)電，李建剛自1982年起投身到位于安徽合肥的“科學(xué)島”，開(kāi)始了對(duì)“人造太陽(yáng)”的研究和嘗試，至今已超過(guò)40年。

目前，合肥正在建設(shè)緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置（BEST）。李建剛在活動(dòng)中表示，“我們預(yù)計(jì)將在2027年建成BEST裝置，大家最遲會(huì)在2030年看到‘核聚變點(diǎn)亮的第一盞燈’。”

在李建剛看來(lái)，核聚變發(fā)電有燃料無(wú)限、零碳排放、固有安全性三大優(yōu)勢(shì)。聚變反應(yīng)燃料的氘取自于海水，反應(yīng)產(chǎn)物僅為氦氣和中子，并且沒(méi)有堆芯熔毀風(fēng)險(xiǎn)，可以隨時(shí)終止反應(yīng)。因此，聚變發(fā)電能夠很好地實(shí)現(xiàn)能源調(diào)峰，并保障能源安全。

核能作為清潔能源技術(shù)既包括核聚變技術(shù)，又包括核裂變技術(shù)，核裂變是指重原子核（如鈾-235、钚-239 等）在吸收一個(gè)中子后，分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子核，并釋放出大量能量、中子和其他射線的過(guò)程。這兩條技術(shù)路徑都值得探索和應(yīng)用。

中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊表示，小型模塊化反應(yīng)堆與可控核聚變的協(xié)同發(fā)展，將成為人類(lèi)能源革命的“雙引擎”。他認(rèn)為，這樣的雙軌發(fā)展折射出人類(lèi)能源利用的深層邏輯——既要立足當(dāng)下，通過(guò)小堆實(shí)現(xiàn)核能安全發(fā)展的“確定性”；也投資未來(lái)，依托可控核聚變打開(kāi)“無(wú)限能源”的想象。這個(gè)過(guò)程中，還需要政策的協(xié)同、耐心的資本和公眾的理解，共同推動(dòng)核能成為可持續(xù)發(fā)展的基石，實(shí)現(xiàn)能源的升維。

國(guó)家能源局在全國(guó)能源工作會(huì)議明確提出，到2025年底實(shí)現(xiàn)6500萬(wàn)千瓦的核電裝機(jī)。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2050年全球核能將突破11億千瓦，其中小型模塊化反應(yīng)堆（簡(jiǎn)稱“小堆”，SMR）將占核電總裝機(jī)容量的1/4，約3億千瓦的發(fā)展空間。

與大型核反應(yīng)堆相比，小堆具有建造周期短、單機(jī)投資低、廠址適應(yīng)性強(qiáng)等特征，還因其體積小、固有安全性高、功率比大、適應(yīng)性好、核廢物產(chǎn)生量少、退役成本低等特點(diǎn)，在全球受到日益廣泛關(guān)注。

我國(guó)小堆領(lǐng)域發(fā)展始于上世紀(jì)末期和本世紀(jì)初期，相比其他國(guó)家起步略晚，但發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛。布局研究這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家并不算多，美國(guó)和中國(guó)是該領(lǐng)域發(fā)文總量排名前2位的國(guó)家。

田佳樹(shù)曾任中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)副總工程師兼科技部、核電部主任，華龍國(guó)際核電技術(shù)公司總經(jīng)理，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心主任等。他認(rèn)為，核電是雙碳目標(biāo)下，替代煤電的最佳選擇。

“未來(lái)10年是小堆開(kāi)發(fā)驗(yàn)證和推廣的重要窗口期?！鄙除埳?，田佳樹(shù)著重分享他對(duì)小堆的理解和最新研究，“小堆有近百種設(shè)計(jì)方案，涵蓋多種反應(yīng)堆技術(shù)，包括水冷、氣冷、液態(tài)金屬冷卻和熔鹽冷卻反應(yīng)堆。”

為數(shù)據(jù)中心提供能源保障

“到2030年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心的耗電量將達(dá)到400TWh，是2020年的兩倍。而DeepSeek的爆火將帶來(lái)整體AI應(yīng)用生態(tài)繁榮和對(duì)算力更大的需求。” 田佳樹(shù)表示，小堆在數(shù)據(jù)中心供能、園區(qū)綜合能源供應(yīng)、替代退役煤電等方面有著廣闊的商業(yè)前景。他預(yù)計(jì)，到2030年左右將完成小型堆核電站商業(yè)示范。

隨著人工智能和云計(jì)算的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)巨頭對(duì)穩(wěn)定、低碳的電力需求激增，小型模塊化核反應(yīng)堆因其靈活性和高效性成為海外科技公司布局的重點(diǎn)。

2023年微軟與核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy簽署全球首個(gè)核聚變電力購(gòu)買(mǎi)協(xié)議（PPA），計(jì)劃于2028年從其 “北極星”（Polaris）核聚變反應(yīng)堆購(gòu)買(mǎi)50兆瓦電力用于數(shù)據(jù)中心供電。這一合作標(biāo)志著核聚變技術(shù)首次進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。同時(shí)，微軟招聘核技術(shù)專家，主導(dǎo)全球小堆和微型反應(yīng)堆的技術(shù)評(píng)估，探索將其集成到數(shù)據(jù)中心的可行性。

2024年，亞馬遜以5億美元領(lǐng)投了X-energy，預(yù)計(jì)在2039年部署超過(guò)5吉瓦的小堆，該項(xiàng)目的首座反應(yīng)堆計(jì)劃位于華盛頓州，預(yù)計(jì)在2030年初投入運(yùn)營(yíng)，初期容量為320兆瓦，未來(lái)可擴(kuò)展至960兆瓦。此外，亞馬遜還與Energy Northwest、Dominion Energy展開(kāi)了合作。

同年，甲骨文獲得了三座小堆的建筑許可證，谷歌也提前采購(gòu)了多個(gè)反應(yīng)堆的電力。目前簽署 “三倍核電” 倡議的科技公司有谷歌、亞馬遜、Meta，承諾到 2050 年支持全球核電容量增長(zhǎng)三倍，推動(dòng)監(jiān)管簡(jiǎn)化和技術(shù)創(chuàng)新。

也有不少核能相關(guān)的能源初創(chuàng)企業(yè)獲得了科技公司創(chuàng)始人的青睞，比如OpenAI的創(chuàng)始人薩姆·奧爾特曼剛剛辭去了Oklo的職位，但仍是Helion公司的董事長(zhǎng)，微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨向核能初創(chuàng)公司Terrapower投資了超過(guò)10億美元，而亞馬遜的杰夫·貝索斯則在支持加拿大核能初創(chuàng)企業(yè)General Fusion。

小堆和聚變堆都是當(dāng)下的研發(fā)和投資熱點(diǎn)。田佳樹(shù)認(rèn)為，前者兼具三代堆成熟性與四代堆創(chuàng)新性，是未來(lái)十年至二十年的戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域，但還需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、規(guī)?；a(chǎn)降低成本，證明其與大型反應(yīng)堆相比具有競(jìng)爭(zhēng)力；而后者還需要解決材料、成本和工程化等方面的問(wèn)題，他預(yù)計(jì)未來(lái)二十年內(nèi)可能會(huì)完成實(shí)驗(yàn)堆和示范堆的環(huán)節(jié)，并在商業(yè)堆的環(huán)節(jié)探索市場(chǎng)接受度。兩者最終將共同引領(lǐng)世界能源的綠色轉(zhuǎn)型。