9月21日,中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长张杰在2025年浦江创新论坛主论坛上作了题为“用激光聚变点亮未来”的报告,并透露他的团队已于2024年底在嘉定启动研究基地建设,通过三步走,在上海建设第一座聚变能电站,希望于2045年实现商业运营。运用团队提出的点火方案(双锥对撞点火),最终发电成本将只有美国聚变发电的一半。

“2022年12月5日,人类历史上首次实现激光聚变净增益。”张杰说,这标志着人类即将迎来终极能源——聚变能的能量密度是化石能源的百万倍,燃料来源近乎无限,而且没有放射性,运行绝对安全。“从1972年开始,美国和全世界科学家,都在追求核聚变的输出能量大于输入能量,终于用50年时间跨过了这一步。”实现这一目标的是世界上最大的激光聚变装置——美国国家点火装置(NIF),这是人类工程技术的极限。在实现了这一目标后,美国科学家除了提高增益效益外,开始对高重频技术研发。张杰透露,
目前NIF的增益已达到4倍,按照美国聚变能发展路线图,将于2045年实现商业运行,每个千万瓦时成本将低于现在所有其他能源。
“美国NIF虽然取得了巨大成功,但遇到两个本征物理困难,即效率特别低、不稳定。其问题在于,压缩和加热同时进行的技术路线。”张杰说,自己在1997年提出了一个“先压缩、后加热”的聚变技术路线,可以让聚变过程更加高效、可控。在过去6年,张杰带领团队进行了11轮大型物理实验,解决并验证了所有重要物理问题,他们使用中国科学院上海光机所的“神光II”升级装置。“在刚结束的第11轮实验中,我们获得的聚变三乘积仅次于美国NIF,预计于2028年实现点火。”
张杰还提到,在实现点火后,他们一方面要提高增益,一方面要提高重复频率,“目前美国瞄准10赫兹,我们希望直接达到50赫兹,对发电而言,重复频率越高越好”。他透露,在这一最关键的50赫兹同频激光驱动技术上,他们正在进行5个方面的关键技术突破,现在已经有了长足发展。
2024年11月17日,张杰团队在光机所北区启动研究基地建设,“我们将通过三步走,在上海建设第一个聚变能商业电站。”张杰说,他们预计在2030年前后,实现激光聚变实验堆的所有关键技术研发,从2031-2035年开始进行激光聚变堆的工程研制,最终希望在2045年达到商业运行的目的。
相较于美国的技术方案,张杰表示他们的双锥对撞点火方案增益效率更高,而且增益越高,相对的激光驱动能量百分比占得更低,更有利于激光聚变电站的建造。
聚变能电站性能最终要表现在电价上。张杰说,到2045年,美国聚变能的电价预计为0.37元/千瓦时,“而我们是他们的一半”。
此外,激光聚变能源可以带动的上中下游产业链可以达到万亿以上。张杰认为,过去三次工业革命,大幅推动了人类文明的进程,它们的底层逻辑都在于能源进步,“而相比过去三次工业革命,聚变能将在更大程度上推动人类文明的进步”。
“我们已经走过了激光聚变的至暗时刻。”张杰说,我们何其幸运,生在一个能够梦想并且能够成就梦想的时代。“我们的梦想是用激光聚变点亮未来,迎接聚变能时代的到来,为人类文明进步做出中华民族的贡献。”
关于浦江创新论坛
浦江创新论坛是由中华人民共和国科学技术部和上海市人民政府共同举办的高层次国际创新论坛。自2008年创办以来,为推动我国科技事业发展、深化国际创新合作发挥了重要作用。浦江创新论坛坚持以启迪创新思想、传播创新理念、激励创新精神为使命,立足全球视野、国家需求、科技前沿,凸显国际化、聚焦专业化、关注青年创新,努力打造开展国际科技合作交流的重要窗口,国家重要科技创新实践的重要平台,全球科学家、创业者集聚的交流平台。

今年的论坛于9月20日至22日举办,主题为“共享创新 共塑未来:构建开放合作的全球科技共同体”。本次论坛将重点组织包括1场开幕式、1场主论坛,同时还有30场专题论坛,5场重要活动:InnoMatch技术转移大会、WeStart创业投资大会、青年科学家座谈会、高端国际人才座谈会,“中白科技创新年闭幕式”,以及系列科技成果、创新成果发布等活动。
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