聚变能具有能量密度极高、原料充足近乎无限、环境友好、安全可靠等优点，被誉为解决人类未来能源需求的“终极能源”。近年来，随着高温超导材料、人工智能等颠覆性技术的突破，可控核聚变正从科学探索迈入工程验证与商业化探索的新阶段。

一、主要技术路线情况

可控核聚变的基本原理是模拟太阳内部的能量产生过程——在一定条件下（如超高温和高压），两个较轻的原子核（如氘和氚）结合为一个较重原子核（如氦），同时释放巨大能量。从物理实现条件看，聚变反应需要满足“劳森判据”，即高温、高密度和长约束时间，全球主要技术路线均围绕这三项条件展开攻关。

目前，聚变研究主要集中在惯性约束和磁约束这两种约束路线上。其中，磁约束是目前最有希望实现大规模可控核聚变反应的一种约束方式，装置主要有托卡马克（俗称“人造太阳”）、仿星器、磁镜三种类型，其中托卡马克是技术最成熟、研究最广泛的方向，已经处于工程可行性研究阶段。代表性项目有国际热核聚变实验反应堆（ITER）及中国“东方超环”EAST、BEST、环流三号等，代表企业有TAE technologies、中核集团、聚变新能等。

惯性约束主要有激光聚变和Z箍缩聚变，其中激光聚变的代表性设施是美国的国家点火装置（NIF）及中国的“神光”系列装置，Z箍缩路线在全球范围内仍处于基础物理研究和工程验证阶段，尚未实现净能量增益，产业化进程相对滞后。

另外，结合磁约束与惯性约束的场反位形FRC装置商业化规划进度较快，Helion能源公司（美国）已启动“猎户座”商业电厂建设，计划于2028年向微软供应50兆瓦电力；TAE科技公司（美国）规划在21世纪30年代初推出原型电站；瀚海聚能实现等离子体点亮进入工程可行性研究阶段。同时，我国先进核能领域的Z箍缩聚变-裂变混合堆（Z-FFR）有望率先实现聚变工程能量增益，引领先进核能开发。

表1 全球核聚变部分大项目梳理

表格信息来源：北国咨根据公开信息整理

二、主要国家/地区发展模式对比分析

20世纪50年代苏联发明建造了世界上第一个托卡马克装置，标志着可控核聚变从理论走向实践。20世纪80年代，随着铌钛（NbTi）等超导材料的应用，托卡马克装置向大型化、稳态化发展，先后建成美国TFTR、欧盟JET、日本JT-60U三大装置并验证了托卡马克实现聚变的科学可行性。近十年来，托卡马克快速发展，国际热核聚变实验堆ITER计划启动，中国建成世界第一个全超导托卡马克“东方超环”EAST，日本建成世界最大的超导托卡马克JT-60SA。目前，全球范围内正在运行、建设或规划的可控核聚变装置已超过160座。在全球能源转型与大国战略竞争的强力驱动下，聚变能发展进入提速阶段。全球私营核聚变总投资额达130亿欧元¹，其中美国占全球资金的53%，中国占34%²，核聚变行业进入“中美主导、多方并进”的关键期。

图片来源：根据公开资料整理，北国咨绘制

图1 全球私营核聚变投资分布

（一）顶层设计

从政策框架来看，各国不断加大政策部署，构建适配聚变特性的监管框架，但重心各不相同。美国在突出战略地位的同时通过简化项目审批流程等路径加速商业化进程；中国通过立法、规划及政策构建起清晰的发展框架，提供战略引导和长期资本支持，强调国家安全与经济增长；欧盟通过《制定欧盟聚变战略》的意见书明确ITER与DEMO³协同路径，强化全球领导力。

表2 全球核聚变部分政策法规梳理

表格信息来源：北国咨根据公开信息整理

（二）技术路线

美国技术路线多元且聚焦。美国以托卡马克为主流技术路线，同时积极推进激光约束、仿星器、磁惯性约束等创新路线规避主流路线的专利壁垒与工程化难点，推动聚变能源实现商业发电。美国初创企业Inertia Enterprises聚焦激光聚变发电厂，预计于2030年启动商业化核电站建设。英伟达与通用原子公司为DIII - D国家核聚变设施联合开发了全球首个高保真、交互式人工智能（AI）数字孪生，将原本需耗时数周的等离子体模拟缩短至秒级，极大地加速了反应堆设计与优化进程。同时，普林斯顿等离子体物理实验室的磁重联实验设施（FLARE）已投入运行，专门研究等离子体破裂等磁重联过程。

中国形成“国家队主攻托卡马克、民营企业探索差异化路线”的双轨格局。国家队建造大型“人造太阳”，如中核集团牵头组建中国能源有限公司，统筹大科学装置、材料研制及工程化验证，承担“链长”责任，牵头成立可控核聚变创新联合体，整合高校、科研院所与企业资源，攻克共性技术难题，目标是在主流技术路线上实现领跑。民营企业则聚焦差异化技术路线，通过开发小型、模块化的聚变反应堆，以成本优势寻求商业化突破口，新奥集团、星环聚能、瀚海聚能等通过商业资本加速技术落地。

欧盟展现出“依托国际合作发展托卡马克、积极布局多元技术路线”的发展特点。作为ITER的核心参与方，欧盟验证核聚变反应的科学可行性与工程可行性，在磁约束聚变领域技术领先。欧盟创新委员会（EIC）通过“战略技术欧洲平台（STEP）Scale Up计划”向德国激光聚变企业Focused Energy、Marvel Fusion等8家企业投资，此外EIC还通过赠款、专项基金等方式，投资德国Proxima Fusion、瑞典Novatron Fusion Group等企业，覆盖磁约束、多物理场约束等差异化技术路线。

综合来看，全球技术路线呈现出“托卡马克主导、多元路线突破竞争”的格局。这种“一主多元”技术路线布局的背后逻辑在于：聚变技术尚未收敛，任何单一路线都存在颠覆风险，多元化布局可提高整体成功率；在保障主流技术突破的同时为颠覆性创新留出空间。值得注意的是，美国在AI赋能聚变研发方面走在前列，中国虽在超导、等离子体控制等硬件领域具备优势，但在AI与聚变融合的软件层面仍需加速追赶。

（三）发展模式

美国模式可概括为“政府搭台、企业唱戏”。政府通过政策框架、战略规划、基础研发投入等降低企业进入门槛，引导私人资本流入核聚变行业，但技术攻关、工程验证等主要由私营企业负责。这种模式的优势在于资本配置效率高、创新活力强，但可能面临短期资本回报压力与长周期技术研发之间的矛盾。

中国模式可概括为“国家队主导、民营力量协同”。中国科学院、中核集团等国家队承担“链长”责任，统筹大科学装置建设与共性技术攻关；民营企业通过市场化融资，聚焦多元技术路线。这种模式的优势在于能够集中力量办大事，同时可以保障长期投入的连续性，但需要处理好国有资源与民营资本之间的边界与协同问题。

欧盟模式介于两者之间，可概括为“公私协同、深度耦合”。2025年，欧盟启动Go4Fusion项目，联合9家核心机构⁴及工业领军企业⁵，搭建欧洲核聚变产业平台，整合欧洲核聚变全价值链资源，推动技术市场化。以德国Proxima Fusion为例，其资金来源于企业自筹、电力企业RWE、州政府即联邦政府等，形成了多元主体共担风险、共享收益的合作机制。这种模式的优势在于各方共担风险、各方利益一致，但对政策、制度等要求较高。

日本、英国等国家则更强调国际合作与供应链融入。日本通过“更广泛的方法”（the Broader Approach）框架与欧盟深度绑定，框架涵盖了3个核聚变合作项目，其中包括世界目前已投运的规模最大、最先进的托卡马克装置JT - 60SA反应堆。另外，京都聚变工程有限公司和加拿大核实验室合资成立聚变燃料循环公司，推动氘－氚聚变燃料循环技术的研发和应用。英国原子能管理局将与埃尼集团⁶合建核聚变技术公司，同时将核聚变技术纳入英美科技繁荣协议。这种“借船出海”模式有助于降低研发成本同时缩短技术差距，但需要处理好技术自主研发与开放合作之间的平衡。

表3 发展模式对比

表格信息来源：北国咨根据公开信息整理

三、结语

可控核聚变是破解全球能源困局的革命核心，更是大国战略博弈的必争之地。从各国发展模式来看，可控核聚变发展基本呈现出三个特征：战略层面上，可控核聚变被视为人类能源终极方案，关乎国家未来能源安全，全球竞争日益激烈，各国都将其提升至战略高度，不断加大政策部署。技术创新上，主流技术路线快速发展，多元技术路线不断迸发，AI攻克聚变商业化难题成果不断显现。商业模式上，可控核聚变作为颠覆性能源技术，其发展周期长、资金投入大、风险高，必然需要国家承担托底责任，主导产业发展方向，同时需要发挥市场作用，激发中小企业创新活力，共同推动产业发展。

未来，在可控核聚变争夺中，具备以下特征的国家更有可能胜出：一是能够持续投入长周期资本，保持战略定力；二是能够高效整合产学研资源，打通基础研究到工程化的全链条；三是能够灵活调整技术路线，不固守单一方案；四是能够积极融入全球创新网络，利用国际资源加速自身发展。

对中国而言，当前的发展模式已展现出较强竞争力，未来需要在保持国家队主攻托卡马克优势的同时，进一步完善民营资本参与机制，激发企业创新活力，加快推进AI与聚变研发的深度融合；同时深入参与国际合作，在国际规则制定与标准输出方面争取更多话语权。

数据来源

1 《全球私营核聚变行业投资报告》第二版

2 《全球私营核聚变行业投资报告》第二版

3 DEMO：核聚变产业应用示范电厂，由F4E和欧洲聚变能发展联盟联手设计。

4 如德国于利希研究中心、法国原子能委员会

5 如西门子能源、安萨尔多核能

6 埃尼集团：全称意大利国家碳化氢公司

作者介绍

张　洁

咨询师

长期专注新能源、新材料、人社等领域，多次参与北京市、区产业研究咨询工作。

黄晓洁

高级项目经理，中级经济师

长期关注新能源、新型储能、绿色低碳等领域，近年来作为主要负责人参与完成新型储能、新能源等政府委托咨询业务。

编辑：张　华 

审核：赵佳菲