10月14日，“世界聚变能源集团”第2次部长级会议暨国际原子能机构第30届聚变能大会在四川成都开幕，中共中央政治局委员、国务院副总理张国清出席开幕式并致辞。本次会议由国家原子能机构、四川省人民政府、国际原子能机构共同主办，来自60余个国家和地区的部长级官员、国际组织负责人、全球聚变能领域专家学者出席会议。
会议同期，国际原子能机构（IAEA）发布了《世界聚变能源展望2025》报告，以“决定性新阶段”为核心定位，系统梳理了全球聚变能源从科学实验向工业部署的跨越。
一、全球聚变装置概览：数量、类型和状态
IAEA引用聚变装置信息系统（FusDIS）最新数据：截至2025年年中，全球聚变装置总数达172台，较2024年增加13台，其中实验装置占比85%，聚变电厂占比15%。
从类型来看：托卡马克装置79台、仿星器装置30台、激光装置14台、替代路线49台。
从运行状态来看：运行中101台，在建18台，规划建设53台。
本年度新增13台装置中，仿星器依旧是最大热门（新增7台），激光新增2台，替代路线新增4台。
二、技术突破：多路线并行，磁约束与惯性约束齐头并进
报告用近半篇幅聚焦全球核聚变装置的里程碑进展，这些突破不再是孤立的物理实验，而是直指“商业反应堆”的工程验证——从磁约束到惯性约束，从超导磁体到燃料循环，各技术路线均实现关键跨越。
（一）磁约束聚变：主流路线的“里程碑式进展”
作为当前最成熟的聚变技术路线，磁约束聚变在2024-2025年迎来密集突破，托卡马克与仿星器两大分支均实现关键指标跨越。
1.ITER项目：全球聚变“标杆工程”进入加速期
位于法国的国际热核聚变实验堆（ITER）是磁约束聚变的核心枢纽，2025年其组装阶段成果显著：2025年4月中旬完成首套真空室扇区模块安装，6月中旬第二套模块提前6周就位；所有主磁体制造全部完工，低温系统实现氦液化，用于磁体预安装测试的试验设施正加速建设。更关键的是，项目在2024年至2025年上半年保持成本绩效指数（CPI）=1.0，意味着“计划与执行100%匹配”，这是ITER自启动以来的最佳表现，为2028年前完成初始阶段目标奠定基础。
ITER的“公私协同”同样值得关注：通过技术访问、专家对话与文档共享，其积累的知识正流向私人聚变企业；《ITER设计手册》首卷将于2025年底出版，核心软件开源审批已基本完成，全球聚变供应链目录编制也在推进中，这些举措为后续商业项目降低了技术门槛。
2.中国：聚变设施集群形成“互补优势”
中国科学院等离子体物理研究所与中核集团（CNNC）主导的聚变研究，在2025年呈现“多点开花”态势。EAST（先进超导托卡马克）在升级后，将聚变等离子体的持续时间提升至1066秒，长脉冲数据直接为ITER提供参考。
中核集团旗下核工业西南物理研究院的新一代人造太阳——中国环流三号（HL-3）则在“极端参数”上突破：实现1.5MA高约束模式（H-mode）等离子体，离子温度达1.2亿摄氏度、电子温度达1.6亿摄氏度，聚变三重积（衡量聚变性能的核心指标）达到10的20次方量级，已接近聚变电厂所需水平。
此外，报告还提到了聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）进入建设收尾阶段，19个专业测试平台将覆盖包括超导磁体、偏滤器在内的等关键领域；BEST则聚焦氘氚等离子体稳态控制，计划2027年首次实现等离子体运行。
3.仿星器：W7-X引领“稳态运行”突破
德国马克斯・普朗克等离子体物理研究所（IPP）的Wendelstein 7-X（W7-X）仿星器，在2025年升级后创造长脉冲运行纪录：持续360秒高性能等离子体，能量周转达1.8GJ，远超此前1.3GJ的纪录；等离子体比压达到3%，向聚变电厂所需的4%-5%目标迈进。
此次升级的关键技术包括：与Thales合作开发的1.3MW、140GHz回旋管加热系统，以及美国橡树岭国家实验室（ORNL）设计的氢弹丸注入器，后者通过毫米级冷冻氢弹丸持续加料，支撑了长脉冲运行。
（二）惯性约束聚变：NIF创纪录，日本聚焦“快点火”
以激光驱动为核心的惯性约束聚变，在2025年以美国国家点火设施（NIF）的突破最受关注。2025年4月，NIF通过靶丸设计创新，实现8.6MJ聚变产额，而输入激光能量仅2.08MJ，目标增益（聚变产额/激光输入能量）超过4，这是惯性约束聚变向“净能量增益”迈进的关键一步。
报告指出，惯性约束聚变要实现商业化，需将靶丸增益提升至15，同时达到10Hz的重复率——这一条件下，惯性聚变电厂可实现“零净电需求”。为此，NIF计划升级激光系统：通过新增激光玻璃，将激光能量提升至2.6MJ，预计升级后聚变产额可突破30MJ。
日本大阪大学激光工程研究所（ILE）则在 “快点火” 技术上深耕：GEKKO XII（12束纳秒脉冲激光）与LFEX（拍瓦级超短脉冲激光）协同验证靶丸压缩与快速加热，为紧凑型惯性聚变系统奠基；SENJU高重复率激光（100Hz）已完成测试，成为下一代系统的核心组件。ILE的目标是2030年实现燃料密度＞100克/立方厘米（g/cm³）、加热至10千电子伏特（keV），这是聚变点火的关键条件。
三、电厂研发：从“DEMO验证”到“商业路径”的全球布局
IAEA在报告中首次明确“成功聚变电厂”的14项核心指标，涵盖运行性能、组件可靠性、燃料循环、经济性等维度，为全球项目提供了统一评估标准。在此框架下，中、欧、美、日等主要参与方的示范堆（DEMO）项目与商业电厂规划已进入实质阶段。
（一）中国CFEDR：聚变工程验证的“桥梁项目”
中国提出的“中国聚变工程示范堆”（CFEDR）是衔接实验设施与商业电厂的关键项目，其核心目标包括：1.5-3GW聚变功率、能量增益Q=15-30、运行因子＞0.5（即年运行时间超4380小时），以及氚自持（氚增殖比＞1）。
从设计参数看，CFEDR的大半径7.8m、 小半径2.5m，等离子体电流15MA，轴上磁场6.3T，当前已进入物理设计阶段，重点评估燃烧等离子体行为、边界输运与偏滤器性能。
（二）欧盟EU-DEMO：低纵横比设计提升“工程可行性”
欧盟示范聚变电厂（EU-DEMO）在2025年更新设计方案，采用低纵横比构型（大半径8.6米），目标净电输出350MW，脉冲持续时间2小时，满足100-500MW净聚变热功率的核心指标。此次设计优化的关键创新包括：偏滤器热负荷降低近50%，缓解等离子体脱离控制难题；降低环向磁场强度与储能，减少系统重量与成本；通过先进钢合金（如N50H、JKL2B）与新型中子屏蔽材料，探索更紧凑的7.7米大半径的设计。
（三）美国ARC：私人企业主导“商业首秀”
美国Commonwealth Fusion Systems（CFS）的ARC电厂是私人企业推进商业聚变的代表，计划2030年代初在弗吉尼亚州切斯特菲尔德县建成，目标输出400MW并接入电网。ARC的技术基础来自CFS正在建设的SPARC托卡马克——后者采用高温超导（HTS）磁体，预计2026年实现首个等离子体，2027年验证净聚变能量增益。2025年，CFS已完成SPARC低温恒温器底座安装，并成功测试中心螺管模型线圈（CSMC）：实现5万安培（A）电流与5.7T磁场，验证了脉冲HTS磁体的快速升流、高储能（3.7MJ）与光纤淬火检测能力。
（四）英国STEP：球形托卡马克的“成本优化”
英国“能源生产球形托卡马克”（STEP）原型电厂聚焦“经济性与可维护性”，计划2040年实现首次运行，目标验证净能量输出与氚自持。其核心优势在于紧凑构型：球形托卡马克比传统托卡马克体积更小，可降低建设成本；开放式结构为远程维护提供便利，先进偏滤器设计能承受更高热通量。目前，STEP已进入详细设计阶段，选址前西伯顿燃煤电厂旧址，2025-2026年将确定主要工程合作伙伴，同时开展生态与地质勘察，为后续建设许可申请铺路。
四、商业化支撑：公私协同、供应链与监管框架成型
聚变能源要从“实验室”走向“电网”，需突破技术、产业与政策的多重壁垒。2025年，全球在公私合作、供应链建设与监管框架上的进展，为商业化扫清了关键障碍。
（一）公私合作：从“备忘录”到“实体项目”
IAEA世界聚变能源小组（WFEG）在2024年11月意大利罗马首届部长级会议后，成为全球聚变协同的核心平台。2025年，WFEG推动的“公私联动”已从协议签署转向实质行动：ITER启动“私营部门聚变参与（PSFE）倡议”，基于其国际供应链经验，为私人企业提供技术文档、专家支持与基础设施访问权限，帮助新进入者应对供应链挑战。
加拿大核实验室（CNL）与日本Kyoto Fusioneering成立合资公司“Fusion Fuel Cycles”，计划2026年底建成UNITY-2氚燃料循环测试设施，覆盖燃料排放、纯化与供应全流程；德国Focused Energy与能源巨头RWE合作，将德国比布利斯退役核电厂改造为激光聚变试点，计划2030年代末运行，目标输出150-250MW；美国Helion Energy与微软签订购电协议，计划2028年通过Orion电厂向微软供应至少50MW，该电厂目前已在华盛顿州马拉加开工。
（二）供应链：从“定制研发”到“工业化生产”
聚变供应链正经历从“科研级定制”向“工业化量产”的转型。根据美国聚变工业协会（FIA）2025年供应链报告，2024年私人聚变企业供应链支出达到4.34亿美元，较2023年的2.5亿美元增长73%，预计2025年增速将保持25%。当前供应链已覆盖7大领域：超导磁体、燃料循环、真空组件、机械系统、电子设备、测量技术与安全系统，全球登记供应商近200家。
但挑战依然存在：在FIA调查的57家供应商中，81%将“市场可见性低”“长期需求不确定”列为规模化障碍。为此，IAEA与ITER正推动“全球聚变供应链目录”编制，美国能源部（DOE）通过“里程碑基金”支持关键组件研发，欧盟则在EU-DEMO框架下建立“供应商资格预审机制”，以对齐项目时间线与供应链能力。
（三）监管框架：多国“差异化定制”，全球协同加速
2025年，主要国家已明确聚变监管“不套用裂变标准”，基于其“低风险特性”制定差异化框架：
美国：《2024年先进核能加速部署法案》（ADVANCE Act）将聚变纳入“副产品材料”监管体系，明确由核管理委员会（NRC）主导，允许州级机构通过“NRC协议州计划”参与监督；NRC正制定技术中性的聚变规则，适配不同技术路线。
欧盟：《欧盟聚变战略（草案）》提出“分级许可”制度，按风险将设施分为“研究装置”与“电厂”，计划2025年底发布完整战略；重点关注氚存量阈值、非扩散考量与框架，同时推动成员国监管协调。
加拿大：核安全委员会（CNSC）2025年发布《聚变监管概念文件》，拟将聚变设施分为两类，征求原住民社区、行业与公众意见，后续将修订《核安全与控制法》以适配聚变特性。
英国：《2023年能源法案》豁免聚变“核场地许可”，由环境署（Environment Agency）与健康安全执行局（HSE）监管；2025年明确“50MW以下设施简化审批”，避免过度监管阻碍技术迭代。
IAEA指出，全球监管的下一步重点是“统一术语与标准”，如明确“聚变电厂”定义、氚管控阈值等，目前已启动“聚变监管协调工作组”，推动跨国项目合规互认。
五、特别聚焦：高温超导（HTS)——聚变“小型化”的核心驱动力
报告以专门章节强调，高温超导（HTS）磁体是下一代聚变装置“降本增效”的关键。与传统低温超导（LTS）相比，HTS能在更高温度下实现超导，且磁场强度可达LTS的2-3倍——而聚变功率与磁场强度的四次方成正比，这意味着HTS可将装置体积缩减50%以上，大幅降低建设成本。
2025年，全球高温超导应用呈现“公私并进”态势：
- 中国初创企业能量奇点（Energy Singularity）研发的“经天磁体”，实现21.7T峰值磁场，验证了HTS在聚变场景的潜力；
- 美国CFS的SPARC托卡马克采用稀土钡铜氧化物（REBCO）带材，其环向场（TF）模型线圈2021年已实现40kA电流与20T磁场，目前已采购1万公里REBCO带材；
- 美国威斯康星大学的WHAM轴对称磁镜装置，用17T HTS磁体实现首等离子体，为紧凑型磁镜式聚变系统奠基。
但HTS的规模化应用仍面临挑战：
- 材料层面，REBCO带材成本虽下降，但仍高于LTS，且钆钡铜氧化物（GdBCO）对中子辐照敏感（热中子俘获截面高），钇钡铜氧化物（YBCO）成为更优选择；
- 工程层面，高磁场下HTS导体易出现边缘弯曲（TSTC导体）与带材分层（Roebel电缆），需优化绕组设计；淬火保护与低电阻接头技术也待成熟，如光纤检测系统正用于HTS线圈的实时淬火监测。
六、未来展望：2030年代“试点并网”，2050年代成“基荷支柱”
基于麻省理工学院（MIT）的全球电力系统模型，报告预测，若聚变电厂2035年实现商业化（成本1.1万美元/kW），2050年成本降至8000美元/kW，2100年进一步降至4300美元/kW，聚变将在2100年占全球电力的27%。若成本下降更快（2050年2800美元/kW），聚变占比可提升至50%，成为碳中和电力系统的“基荷核心”。
从区域看，印度与非洲的电力需求增长最为显著（2020-2100年分别增长8.2倍与9.3倍），由于这些地区可再生能源资源有限，聚变将成为其“零碳基荷”的关键选择
IAEA总干事Rafael Mariano Grossi在报告序言中强调：“聚变能源的发展已不再是‘是否可能’，而是‘如何加速’。”2025年的技术突破、产业协同与政策支持，正将这一“终极清洁能源”的落地时间线不断提前——2030年代首批试点电厂并网，2040年代规模化商业部署，2050年代成为全球碳中和的核心支撑，或将成为聚变能源的“全球路线图”。
中国原子能机构主任单忠德在为报告撰写的专题评论中强调“推进产学研深度融合，赋能聚变能创新协同共享发展”，并表示中国将继续与国际原子能机构、ITER组织及全球合作伙伴紧密协作，共同支持国际原子能机构“世界聚变能源集团”机制建设，推动构建更加公正公平的聚变研发治理体系，打造更加开放有序的国际科技合作框架，营造普惠包容的全球聚变科技发展环境。
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参考链接：
- https://www.iaea.org/publications/15935/iaea-world-fusion-outlook-2025
- https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/p15935-25-02871E_WFO25_web.pdf