(问题)新一轮科技革命和产业变革加速推进的背景下,能源供给与用能结构面临双重压力:一上,数字经济、智能制造等快速发展带动用电需求持续上升,算力中心用电增长尤为突出;另一方面,绿色低碳转型要求能源系统同时安全性、清洁性和稳定性上实现提升;如何在保障能源安全的同时培育面向未来的战略性新兴产业,成为各地探索的重点。作为国家重大战略承载地之一,上海临港新片区将可控核聚变纳入重点支持的未来产业方向,希望通过前沿技术突破带动产业体系升级,抢占未来能源竞争的关键位置。 (原因)临港推动聚变产业集聚——既出于现实需求——也依托产业基础与制度创新。从需求侧看,临港集聚芯片、集成电路等高耗能、高附加值产业,对稳定电力供应和能源成本控制有长期需求;同时,算力产业扩张也对电力系统的弹性与保障能力提出更高要求。聚变被视为高能量密度的清洁能源路径之一,一旦实现工程化与商业化,有望为能源供给提供重要补充。从供给侧看,临港近年来持续布局高端装备、先进制造与科创生态,具备承接大型复杂工程系统研发与制造的产业条件。临港新片区管委会有关负责人表示,目前正与2至3家聚变相关企业进行前期对接,后续将持续引进不同技术路线的优质项目,完善产业生态,并通过政策支持、资金联动和产业链补齐等方式形成集聚效应。 (影响)产业集聚的成效正以标志性成果加快显现。2月,临港企业能量奇点自主研发的全高温超导托卡马克装置“洪荒70”实现1337秒稳态长脉冲等离子体运行,刷新商业机构在长脉冲运行上的纪录。业内人士指出,长脉冲稳态运行是聚变装置迈向工程化的重要指标之一,此次成果一定程度上验证了全高温超导技术路线的工程可行性与稳定性,也为后续装置迭代、系统集成与控制能力提升积累了关键数据。托卡马克因通过磁场约束等离子体来实现可控聚变反应,被形象称为“人造太阳”。目前全球已建成百余台托卡马克装置,但全超导装置数量有限,且多数采用上一代低温超导材料。“洪荒70”以全高温超导材料构建核心体系,说明了我国在相关材料应用与系统工程能力上的探索进展。 聚变产业的发展也在带动配套体系加速完善。临港作为聚变产业的重要承载区,正推动从“单点突破”向“链式协同”延伸。作为区域内关键配套力量之一,上海电气核电集团已在临港布局,既服务传统核电配套,也在聚变领域探索关键部件与系统集成能力,为企业提供工程化、集成化支持。另外,去年采用场反位形(FRC)磁压缩技术路线的诺瓦聚变落地临港,与现有托卡马克路线形成差异化布局,体现了临港对技术路线多元化与互补性的考虑,有助于增强产业生态韧性,降低单一路线不确定性带来的系统风险。 (对策)围绕产业链完善与规模化发展,临港提出更系统的招引与培育思路:一是聚焦关键核心环节,重点引入高温超导材料、第一壁材料、电源系统等上中游企业,提升核心材料与关键部件供给能力;二是围绕装置制造与系统工程能力,推动能量体电路、磁体材料、冷却系统等配套产业加快落地,构建从核心装置到上下游配套的较完整生态;三是通过政策支持与资金联动,缓解企业在研发周期长、投入强度高阶段的压力,引导更多创新要素向未来能源方向集聚;四是强化“产学研用”协同与工程化验证平台建设,推动实验室成果向工程样机、示范装置推进,提高技术成熟度与产业转化水平。 (前景)多方判断认为,可控核聚变正处在从科学实验走向工程化验证的关键窗口期,距离实现发电仍需跨越材料、工程、可靠性与经济性等多重门槛。临港相关负责人表示,聚变产业预计在2035年或2045年左右有望进入发电阶段。业内普遍认为,未来一段时期内,聚变产业更需要稳定的创新投入、系统工程能力和产业链配套支撑,持续积累装置运行经验与关键材料工艺数据。若临港能在多技术路线布局、关键环节补链强链与高端制造协同上形成优势,有望在上海乃至全国未来能源产业版图中深入提升战略支点作用,并为算力、先进制造等产业提供更具前瞻性的能源选择。
从实验室的微观粒子到可能改变能源格局的宏观力量,临港的实践展现了科技突破与产业演进之间的相互推动;当“人造太阳”逐步走向工程化应用,它不仅可能拓展人类能源利用的边界,也将对生产方式与产业形态带来深远影响。在这场面向未来的能源探索中,中国正以制度创新与市场机制协同发力,推进具有自身特色的路径选择。