2025年聚變能：六大全球趨勢展望

聚變進入決定性新階段。國際熱核實驗堆作為全球最大的聚變實驗裝置，仍然是推動科學技術進步的核心國際項目。這一由共33個國家和數千名工程師及科學家合作建造和運行的托卡馬克磁約束聚變裝置旨在驗證聚變作為一種大規模無碳能源的可行性。

與此同時，各國政府、私營產業和公用事業公司正積極推出多項配套舉措，推動全球聚變格局不斷擴展。新設施陸續開工建設，公私合作倡議勢頭日益強勁，監管機構也在制定定制框架以跟上發展步伐。終端用戶通過提前簽署購電協議，展現出對聚變技術日益增強的信心。

全球聚變領域的私人投資總額已突破百億美元，反映出市場對該技術前景的堅定信心。資金主要來自主權財富基金、大型企業和能源用戶，支持著新一代聚變開發商和技術發展。

聚變能有望在滿足世界日益增長的清潔基荷電力需求方面發揮重要作用。《國際原子能機構世界聚變展望》首次引入了麻省理工學院開展的全球聚變能部署模擬研究，分析不同政策、成本和技術假設之下聚變可為未來電力結構做出的貢獻。

在2050年2800美元/千瓦的最低資本成本假想方案中，到2100年，聚變發電的份額可能達到50%。即使在11 300美元/千瓦的最高成本假想方案中，預計到2100年，聚變能也將占全球發電量的10%。

此外，模擬研究還突顯了聚變的經濟價值：隨著清潔電力需求增長，聚變發電有望為全球國內生產總值貢獻數萬億美元。

原子能機構于2024年成立的世界聚變能源集團正在促進全球對話與協調。目前已有160多座聚變設施處于運行、建設或規劃階段，國際合作也正通過多邊平臺不斷拓展。盡管目前尚無全球統一的聚變電廠定義，但多個司法管轄區都認為，有必要為商業供電或供熱的聚變裝置建立明確的框架。

聚變技術正沿多條路徑并行推進。在國際熱核實驗堆等大型國際合作項目奠定的基礎上，公共和私營部門正在開發一系列方案，例如托卡馬克、仿星器、激光慣性約束概念、磁電機與慣性約束概念、磁鏡裝置、場反向位形、箍縮設計等等。這種多樣性不僅激發創新活力，也增強了整個行業的韌性，為實現聚變能開辟多條路徑。

《國際原子能機構2025年世界聚變展望》特別關注了高溫超導磁體，因為它有望徹底改變下一代聚變設施的設計。高溫超導材料可用于設計更緊湊、更高效的聚變裝置，但仍需在設計上做出重要妥協，并權衡工程因素。

高溫超導磁體正日益廣泛地應用于各種聚變概念，包括托卡馬克、仿星器和磁鏡裝置。SPARC和WHAM等項目正積極采用高溫超導線圈，以提高性能、縮小尺寸、降低成本并縮短研發時間。多個新興設計方案也在評價是否能將高溫超導技術作為其系統的核心組件。