美媒:中美發展核聚變之路迴異 中國致力研發 美國缺官方支持

撰文:觀察者網
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特朗普(Donald Trump,又譯川普)政府時期,美國將重心放在石油、天然氣和煤炭的開採與海外銷售上;而作為其主要經濟競爭對手的中國,早已躍居全球太陽能電池板、電池及電動汽車等清潔能源產品的最大供應國。

也因此,美媒《紐約時報》關注起了中美角力的新戰場——核聚變。其發表於13日的報道指出,這項蘊藏着無限清潔能源潛力的技術,其突破或將重塑兩國乃至全球的能源格局。

美媒在報道中對比稱,中美兩國的核聚變研發路徑截然不同:美國寄望於私營產業與市場創新驅動技術突破,但其政府對該領域的支持力度屢遭詬病;而在地球另一端,中國已將核聚變列為國家優先發展事項,正以驚人的速度調集資源推進研發、建設大型實驗設施,目標明確地致力於在未來幾年內實現關鍵性技術突破。

報道指出,這場能源競賽不僅關乎誰能率先掌握核聚變這項科學難題,更重要的是,獲勝者將擁有重塑全球能源格局和地緣政治聯盟的能力,從而主導未來的清潔能源市場。

特朗普再次上台後,隨即宣布美國進入全國能源緊急狀況,指當地沒有足夠電力應付持續增長的需求,當中包括用於人工智能系統的數據中心。圖為2025年5月23日,特朗普在白宮簽署多項核能發展相關的行政命令。(Reuters)

今年年初回國並入職北京大學的核子物理學家劉暢,在接受美媒採訪時透露了他的切身感受:此前在美國普林斯頓等離子體物理實驗室工作期間,他的團隊因預算不足無法招募年輕科研人員。他直言,美國政府支持力度欠缺,正是眾多核聚變研究人員轉投初創企業的重要原因之一。

與之形成鮮明對比的是,中方正投入大量資源攻克這項可能成為人類能源「終極解決方案」的技術。劉暢強調,「中方能真正為重要的領域持續投入。」

美媒報道稱,如今中國、美國及其他國家正競相研發能夠穩定運行、反復作業且達到並網發電標準的核聚變裝置。但回溯二十年前,中國在核聚變領域還只是個小角色,通過與其他國家合作成長。

圖為2018年11月,中國合肥市的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。(中國科學院合肥物質科學研究院 )

中國曾與法國緊密協作,研發出全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST);同時也是由33國參與的「國際熱核聚變實驗堆(ITER)計畫」的核心貢獻國;在過去十多年的大部分時間裏,中美研究人員也在等離子體物理領域開展了諸多聯合實驗。

眼下,中美兩國的研發進展很快將迎來正面較量:

美國資金最充裕的核聚變企業「聯邦聚變系統公司」(CFS)早前宣布,其在麻省建造的實驗裝置將於2027年實現一項關鍵目標:產出能量超過運行所需能量。這將是核聚變有望在未來為數據中心、鋼鐵廠等設施供電的信號。

另一邊,中國外交部發言人、新聞司司長毛寧,在海外社交平台上向世界分享了位於合肥的緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)專案的最新進展,「預計2027年竣工,有望成為人類歷史上首個實現聚變發電的裝置。」

綜合新華社報道,根據研究計畫,2027年底該裝置建成後,將進行氘氚燃燒等離子體實驗研究,驗證其長脈衝穩態運行能力,力求聚變功率達到20兆瓦至200兆瓦,實現產出能量大於消耗能量,演示聚變能發電。

今年10月1日,BEST專案首個進駐主機大廳的關鍵部件——杜瓦底座,其成功落位安裝標誌著專案主體工程建設邁入新階段,部件研製與工程安裝開啟「加速度」。

而就在去年1月,ITER的英籍法裔物理學家皮茨(Richard Pitts)當時到訪BEST工地時,那裏還只是一片空地。如今,工程已完成過半。

皮茨博士表示,中國從ITER專案中積累了大量經驗,如今正將這些經驗轉化為自主創新的動力,「每次到訪,我都為其龐大的人力投入和極高的執行效率所震撼。」

美媒引述專家分析稱,即使核心技術得以突破,核聚變反應堆也需實現低成本、工業化規模的建造與運營,才能真正為世界供電。而在這方面,中國的工程建設專長賦予了其明顯優勢。

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。 (中科院合肥物質科學研究院)

加州大學全球衝突與合作研究所高級研究員古德里奇(Jimmy Goodrich)直言,「美國面臨的風險是,即便我們率先找到可行的技術路徑,中國也可能搶在我們之前完成工程化和規模化。」

聯邦聚變系統公司就已親身領教了中國的研發速度。

去年,該公司科學家發表論文,展示了其為麻省新型托卡馬克裝置研發的巨型D形磁體。這款磁體採用超低電阻材料製成,能夠產生超強磁場。

今年夏天,中國一家專注聚變能源技術研發及商業化應用的初創企業,也發表論文展示了一款性能相似的磁體。

儘管仍鼓噪所謂「逆向工程」論調,但CFS聯合創始人懷特(Dennis Whyte)承認,中國能迅速調動供應鏈和製造能力,完成磁體的研發與測試,這本身就展現出「令人驚歎的技術實力」。

ITER法籍首席科學家貝庫萊(Alain Bécoulet)更是直接駁斥了「模仿論」。他強調:「中國如今已具備創新能力,不再是簡單的模仿或複製。」

在技術研發高歌猛進的同時,中國也展現出開放共用的合作姿態。11月24日上午,在安徽合肥未來大科學城的BEST主機大廳,中國科學院「燃燒等離子體」國際科學計畫專案正式啟動,並面向全球聚變界首次發佈BEST研究計畫。

當日,中國、法國、英國、德國、意大利、瑞士、西班牙、奧地利、比利時等10多個國家的聚變科學家共同簽署《合肥聚變宣言》。該宣言宣導開放共用與合作共贏精神,鼓勵各國的科研人員到中國開展聚變合作研究。

「(合作研究的)大門始終敞開」,中國科學院等離子體物理研究所對外合作負責人如是說道。

反觀美國,倒是一副「閉關鎖國」的姿態。這一點,ITER的貝庫萊早已深有體會。今年10月在成都出席國際原子能機構年度核聚變大會時,他發現現場竟沒有美國代表的身影。三名研究人員向《紐約時報》透露,特朗普政府的能源部當時勸阻美國科學家參會,該部門未回應置評請求。

核聚變過程圖示(國際原子能機構/M. Barbarino)

與此同時,隨著能源安全對人工智慧等產業的重要性與日俱增,部分抱著冷戰霸權思維的美國政府和產業界人士,也將核聚變視為一場「非贏即輸」的全球影響力戰場。

華盛頓研究機構「特殊競爭研究專案」負責人巴伊拉克塔里(Ylli Bajraktari)就大肆渲染稱:「誰能勝出並實現技術落地,誰就將奠定本世紀餘下時間的格局。」

今年5月,特朗普簽署了一系列有關核能的行政命令,涉及對美國核管理委員會進行全面改革、修改監管流程以加快核反應爐測試等。一名白宮高級官員表示,政府希望在2029年1月,特朗普第二任期結束前「測試和部署」新的核反應爐。

美國能源部也於10月發佈了新的路線圖,計畫助力核聚變產業在2030年代實現發展與商業化,呼籲建設和升級多個科學設施,但取消了此前提出的「2040年代主導設計建造核聚變示範電站」的計畫。

能源部稱,取消原因是美國初創公司已在快速推進此類電站建設。但不少科學家認為,美國政府還需做得更多。

美媒分析指出,特朗普政府雖支持核裂變技術,為現有核電站供能,但對核聚變沒有表現出同樣的興趣,這讓該領域愈發依賴風投資本來推動發展。此外,在中國力培養核聚變人才的同時,特朗普政府卻在削減科研經費,也為美國核聚變發展蒙上陰影。

美媒去年曾指出,儘管美國是世界上最早嘗試核聚變發電研究的國家之一,但「後來者」中國的步伐正在明顯「加快」。報道引用行業數據稱,自2015年以來,中國的核聚變專利數量激增,已超越全球其他國家。

中核集團核工業西南物理研究院的「環流器二號A」聚變實驗裝置。環時介紹,這是利用核聚變能的「人造太陽」工程裝置。希望實現可控的發生核聚變,源源不斷的持續釋放能量。(環球網)

報道還提到,中國企業建有全球首台全高溫超導托卡馬克裝置。位於華盛頓的核聚變行業協會行政總裁霍蘭(Andrew Holland)坦言,相比之下,美國的托卡馬克裝置普遍老化,不得不依賴日本、歐洲和英國盟友的設備推進研究。

「我們沒有這樣的東西。普林斯頓等離子體物理實驗室10年來一直在對它的托卡馬克裝置進行升級。美國另一個正在運行的托卡馬克裝置已有30年歷史。美國國家級實驗室沒有現代化的核聚變裝置。」他說。

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