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《科創(chuàng)板日報》11月24日訊(編輯 宋子喬) 11月24日上午,中國科學院“燃燒等離子體”國際科學計劃正式啟動并面向國際聚變界首次發(fā)布BEST(緊湊型聚變能實驗裝置)研究計劃。
根據(jù)研究計劃,2027年底該裝置建成后,將進行氘氚燃燒等離子體實驗研究,驗證其長脈沖穩(wěn)態(tài)運行能力,力求聚變功率達到20兆瓦至200兆瓦,實現(xiàn)產(chǎn)出能量大于消耗能量,演示聚變能發(fā)電。
核聚變能源具備環(huán)境友好、資源充足、能量密度高、自限性反應(yīng)機制等優(yōu)勢,被視為未來清潔能源的終極目標,素有“人造太陽”之稱。BEST裝置作為我國下一代“人造太陽”,承擔“燃燒”使命。
與ITER(國際熱核聚變實驗堆)或EAST(全超導托卡馬克核聚變實驗裝置)等追求“大而全”的傳統(tǒng)路線不同,BEST選擇了緊湊型高場技術(shù)路線。它通過制造更強的磁場,在更小的空間內(nèi)更有效地約束和壓縮等離子體,從而用更小的體積實現(xiàn)更高的功率密度。這標志著研發(fā)重點從原理驗證轉(zhuǎn)向了工程可行性與經(jīng)濟性的考量,是通往商業(yè)化發(fā)電至關(guān)重要的一步。
聚變?nèi)紵钱斀竦那把匚锢黼y題,解決這一問題是實現(xiàn)核聚變項目持續(xù)發(fā)電必須跨越的關(guān)鍵。所謂“燃燒等離子體”,是指核聚變反應(yīng)像火焰一樣,主要依靠自身產(chǎn)生的熱量來維持,而不需要外部持續(xù)“加熱”。
“我們將要進入燃燒等離子體的新階段……這是‘無人區(qū)’的探索,將面臨許多工程與物理挑戰(zhàn)?!敝袊茖W院合肥物質(zhì)科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤介紹,燃燒等離子體是聚變工程研究的關(guān)鍵,這意味著核聚變像“火焰”一樣,由反應(yīng)本身產(chǎn)生的熱量來維持,是未來持續(xù)發(fā)電的基礎(chǔ)。
另外,此次啟動“燃燒等離子體”國際科學計劃,意味著中國的聚變研究正以更開放的姿態(tài)引領(lǐng)全球合作。等離子體物理研究所將面向全球開放包括BEST在內(nèi)的多個核聚變大科學裝置平臺,設(shè)立開放科研基金、資助高頻次專家互訪交流。來自法國、英國、德國等十余個國家的聚變科學家共同簽署《合肥聚變宣言》,該宣言倡導開放共享與合作共贏精神,鼓勵各國的科研人員到中國開展聚變合作研究。
近期,聚變行業(yè)頻現(xiàn)大額招標,從招標金額、頻率來看,國內(nèi)核聚變項目招標明顯提速。
近日,BEST項目建設(shè)方聚變新能公司發(fā)布采購項目超20億元,主要涉及電源系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)、屏蔽包層等環(huán)節(jié);作為ITER中國工作組的重要單位之一,中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理研究所發(fā)布了合計預算金額超13億元的采購項目,主要為涉氚相關(guān)平臺,而氚是目前人類實現(xiàn)可控核聚變發(fā)電中最關(guān)鍵、也是最棘手的燃料。
光大證券認為,基于未來AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展對于用電結(jié)構(gòu)的重塑,可控核聚變產(chǎn)業(yè)具備長期增長潛力,伴隨聚變行業(yè)多個項目穩(wěn)步推進,新路線及項目不斷發(fā)布,行業(yè)進入密集招投標期,建議關(guān)注BEST項目、“星火一號”、“中國環(huán)流四號”、CFEDR等項目的后續(xù)進展。
中金公司表示,核聚變正走向“工程化驗證”與“示范堆導入”階段,產(chǎn)業(yè)正從實驗室走向工程化落地的關(guān)鍵躍遷期,建議關(guān)注產(chǎn)業(yè)化配置關(guān)鍵窗口期。以ITER項目為例,核聚變裝置核心價值集中于磁體、包層、真空室、偏濾器四大系統(tǒng),設(shè)備中磁體系統(tǒng)、容器內(nèi)部件、建筑和真空室的成本占比最高,分別為28%、17%、14%和8%。短期來看,核心部件國產(chǎn)化推進將主導產(chǎn)業(yè)節(jié)奏;長期而言,成本控制能力與跨學科技術(shù)融合(如AI等離子體控制)將決定核聚變在全球能源結(jié)構(gòu)中的最終權(quán)重。