6月4日,经综合创新战略推进会议审议通过,日本内阁府正式发布了修订后的《聚变能源创新战略》文件,作为下一阶段核聚变科研与产业发展的纲领性文件。

一、修订背景
2023年4月,日本制定了首个以核聚变为主题的国家战略——《聚变能源创新战略》,正式将聚变能源定位为新兴产业。2024年3月,日本设立聚变能源委员会(J-Fusion)会等举措,持续完善产业化环境。而这两年以来,全球能源格局与聚变发展现状已出现新的迹象:
一是日本面临能源与环境挑战:日本的能源自给率仅15.2%(2023年数据),这一数据远低于加拿大(188.6%)、美国(106.7%)、英国(67.5%)、法国(49.3%)、德国(35.3%)等主要OECD(经济合作与发展组织)成员国家,同时还叠加面临全球气候变暖与俄乌冲突引发的能源价格波动问题。
二是国际聚变竞争态势愈发明显:聚变行业的累计私人投资超73亿美元,美国计划2030年代初实现商业堆运行;英国、中国等国正加速原型聚变电厂建设,全球核聚变行业事实上已进入产业化竞争阶段。
二、核心内容
在2023年出台的《聚变能源创新战略》中,日本计划在2050年前后实现发电实证。本次修订将这一时间节点正式提前至2030年代,具体措施包括:
1.产业培育
- 设立内阁府任务小组,2025年内制定技术路线图,明确发电实证定义(如美国定义为 “连续3小时生成50MW以上净电力”)。
- 强化J-Fusion协作,制作技术与产业地图,聚焦超导材料等优势领域。
- 资助初创企业,通过SBIR(Small/Startup Business Innovation Research)制度填补技术缺口,推动安全规制国际协调。
2.全面推进核心技术攻关与原型电厂开发
- 依托ITER计划,2035年前后启动核聚变运行,目标实现 “净电力大于零”。
- 加速原型电站工程设计,2030年代启动试点工厂建设,支持托卡马克、激光等多技术路线。
- 强化NEDO(日本新能源产业技术综合开发机构)、QST(日本量子科学技术研究开发机构)等机构资金供给,通过任务型制度资助创新技术。
3.强化政府统筹与国际协作
- 内阁府牵头制定工程表,定期基于EBPM(Evidence-based Policy Making,即“循证决策”)修订战略。
- 以QST、NIFS(日本国立核融合科学研究所)为核心推进创新据点化,联合大阪大学等机构。
- 以NIFS为核心构建人才培养体系,推动产学研合作与国际人才交流。
三、日本核聚变研究格局
1.科研机构/高校
在科研机构领域,日本现已形成QST、NIFS、ILE(大阪大学激光工程研究所)三强局面,各自运营着JT-60SA(托卡马克)、LHD(仿星器)、FIREX(激光)。不久前,日本文部科学省和内阁府就宣布计划向这三家机构投入100亿日元(约合6900万美元),以加速核聚变相关研究,目标是在2030年代实现核聚变商业化应用。
此外,日本还有东京大学、名古屋大学、东北大学等一批高校在聚变科研优势高校。
2.商业化公司
日本现阶段已经涌现4家商业化聚变公司,分别是:
- Kyoto Fusioneering:成立于2019年,是日本最早的专注推动核聚变商业化的公司,致力于开发先进核聚变技术以加速实现聚变能源。公司在美国西雅图、英国雷丁、德国卡尔斯鲁厄设有子公司。公司主要围绕三大业务板块运营:内部研发(R&D)、核心产品开发(如回旋管与氚燃料循环系统、能量转换系统),以及为公共和私人核聚变开发商提供咨询服务。
- Helical Fusion:成立于2021年,是一家由NIFS孵化衍生的初创企业,致力于通过自主研发的“螺旋式”仿星器核聚变技术实现全球首个稳态核聚变反应堆的商业化应用。
- LINEA Innovations:成立于2023年9月,总部位于日本东京,是由日本大学(Nihon University)和筑波大学(University of Tsukuba)衍生而来。公司致力于以先进氢硼(pB11)燃料 “实现无中子、安全且简单的革新性核聚变反应堆”,通过自主开发的场反位形(FRC)产生高密度等离子体,与被磁镜捕获的高能束离子发生非热反应,从而实现高效聚变反应。
- EX-Fusion:成立于2021年,总部位于日本京都,由加州大学圣地亚哥分校博士后研究员Kazuki Matsuo、大阪大学激光工程研究所教授Shinsuke Fujioka和新光子产业创建研究生院副教授Yoshitaka Mori共同创办。公司致力于结合高输出、高重复激光技术、连续靶源装置和尖端的光控技术,实现世界上首个商业化的激光聚变发电厂。
3.重点项目
2024年11月,日本聚变能源示范电厂项目——FAST(Fusion by Advanced Superconducting Tokamak)正式启动。今年4月,Kyoto Fusioneering成立了新的实体公司Starlight Engine,由后者整合产业界、政府官方与学术资源,全面推进FAST项目的技术开发、业务战略、财务规划、供应链管理以及项目选址等工作,从而加速日本聚变能技术的开发。
此外,就在5月中旬,日本还宣布了计划向国际核聚变材料辐照设施(IFMIF-DONES)项目投入3500万欧元,与西班牙合作开发、测试耐极端环境的反应堆用先进材料。一系列重大战略布局,标志着日本正努力朝着2030年代发电实证目标迈进。
参考资料:
- https://www8.cao.go.jp/cstp/fusion/fusion_senryaku2506.pdf
- https://www8.cao.go.jp/cstp/fusion/
- https://www.nikkei.com/article/DGXZQOSG023M40S5A600C2000000/?msockid=05205e80a9fc6f5f19754b5ca8e46ead