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上海将建第一座激光聚变能电站,2045年商业运营,成本只有美国一半

文汇报2025-09-21 12:00:021人阅读


在今天举行的2025浦江创新论坛主论坛上,中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长张杰在题为“用激光聚变点亮未来”的报告中透露,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,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2”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达到世界最高,预计于2028年可实现点火。”

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。

“我们的技术方案与美国相比,各有优势和困难。”张杰说,他们的方案增益效率更高,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。”

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