在今天舉行的2025浦江創(chuàng)新論壇主論壇上，中國科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)李政道研究所所長(zhǎng)張杰在題為“用激光聚變點(diǎn)亮未來”的報(bào)告中透露，他的團(tuán)隊(duì)已于2024年底在嘉定啟動(dòng)研究基地建設(shè)，通過三步走，在上海建設(shè)第一座聚變能電站，希望于2045年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。運(yùn)用團(tuán)隊(duì)提出的點(diǎn)火方案，最終發(fā)電成本將只有美國聚變發(fā)電的一半。
“2022年12月5日，人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)激光聚變凈增益。”張杰說，這標(biāo)志著人類即將迎來終極能源——聚變能的能量密度是化石能源的百萬倍，燃料來源近乎無限，而且沒有放射性，運(yùn)行絕對(duì)安全。“從1972年開始，美國和全世界科學(xué)家，都在追求核聚變的輸出能量大于輸入能量，終于用50年時(shí)間跨過了這一步。”
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的是世界上最大的激光聚變裝置——美國國家點(diǎn)火裝置（NIF），這是人類工程技術(shù)的極限。在實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)后，美國科學(xué)家除了提高增益效益外，開始對(duì)高重頻技術(shù)研發(fā)。張杰透露，目前NIF的增益已達(dá)到4倍，按照美國聚變能發(fā)展路線圖，將于2045年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，每個(gè)千萬瓦時(shí)成本將低于現(xiàn)在所有其他能源。
“美國NIF雖然取得了巨大成功，但遇到兩個(gè)本征物理困難，即效率特別低、不穩(wěn)定，其問題在于，壓縮和加熱同時(shí)進(jìn)行的技術(shù)路線。”張杰說，自己在1997年提出了一個(gè)“先壓縮、后加熱”的聚變技術(shù)路線，可以讓聚變過程更加高效、可控。
在過去6年，張杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了11輪大型物理實(shí)驗(yàn)，解決并驗(yàn)證了所有重要物理問題，他們使用中國科學(xué)院上海光機(jī)所的“神光2”升級(jí)裝置。“在剛結(jié)束的第11輪實(shí)驗(yàn)中，我們獲得的聚變?nèi)朔e達(dá)到世界最高，預(yù)計(jì)于2028年可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。”
張杰還提到，在實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火后，他們一方面要提高增益，一方面要提高重復(fù)頻率，“目前美國瞄準(zhǔn)10赫茲，我們希望直接達(dá)到50赫茲，對(duì)發(fā)電而言，重復(fù)頻率越高越好”。
他透露，在這一最關(guān)鍵的50赫茲同頻激光驅(qū)動(dòng)技術(shù)上，他們正在進(jìn)行5個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)突破，現(xiàn)在已經(jīng)有了長(zhǎng)足發(fā)展。
2024年11月17日，張杰團(tuán)隊(duì)在光機(jī)所北區(qū)啟動(dòng)研究基地建設(shè)，“我們將通過三步走，在上海建設(shè)第一個(gè)聚變能商業(yè)電站。”張杰說，他們預(yù)計(jì)在2030年前后，實(shí)現(xiàn)激光聚變實(shí)驗(yàn)堆的所有關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，從2031-2035年開始進(jìn)行激光聚變堆的工程研制，最終希望在2045年達(dá)到商業(yè)運(yùn)行的目的。
“我們的技術(shù)方案與美國相比，各有優(yōu)勢(shì)和困難。”張杰說，他們的方案增益效率更高，而且增益越高，相對(duì)的激光驅(qū)動(dòng)能量百分比占得更低，更有利于激光聚變電站的建造。
聚變能電站性能最終要表現(xiàn)在電價(jià)上。張杰說，到2045年，美國聚變能的電價(jià)預(yù)計(jì)為0.37元/千瓦時(shí)，“而我們是他們的一半”。
此外，激光聚變能源可以帶動(dòng)的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈可以達(dá)到萬億以上。張杰認(rèn)為，過去三次工業(yè)革命，大幅推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程，它們的底層邏輯都在于能源進(jìn)步，“而相比過去三次工業(yè)革命，聚變能將在更大程度上推動(dòng)人類文明的進(jìn)步”。
“我們已經(jīng)走過了激光聚變的至暗時(shí)刻。”張杰說，我們何其幸運(yùn)，生在一個(gè)能夠夢(mèng)想并且能夠成就夢(mèng)想的時(shí)代。“我們的夢(mèng)想是用激光聚變點(diǎn)亮未來，迎接聚變能時(shí)代的到來，為人類文明進(jìn)步做出中華民族的貢獻(xiàn)。”
來源：文匯報(bào) 上觀新聞
