聚變新能(安徽)有限公司副總經(jīng)理 劉志宏：

我來自聚變新能(安徽)有限公司，同時在等離子所任職。目前核聚變的方式大概有三種，第一種是太陽，太陽是一個巨大的聚變的球體，是一個等離子的球體，靠著它的質(zhì)量、引力，把反應物質(zhì)牢牢地約束在一起。第二種是常聽到的慣性約束激光聚變的方式，更多地應用于激光武器等方面。能源的聚變更多需要持續(xù)的、長久的、穩(wěn)態(tài)的，科學家們就提出了利用磁場去約束等離子體，使其在一定的空間內(nèi)不斷進行運動、加熱，使聚變的原料發(fā)生聚核反應的方式，它的反應更加貼合我們對于能源使用的要求。而且對于這樣一個裝置來說，我們把它中間所有的磁鐵或者線圈都變成超導，那么它就變成了一個超導的磁約束的托卡馬克裝置。

接下來報告一下磁約束核聚變的研究進展，特別是針對全超導托卡馬克方面。等離子所建造了世界上首個全超導托卡馬克裝置“東方超環(huán)”，科學目標是穩(wěn)態(tài)長脈沖運行模式發(fā)展與物理集成，1兆瓦電流、1億度，1000秒的放電時間已經(jīng)分別實現(xiàn)。接下來的目標是瞄準能源三大目標同時實現(xiàn)。取得了200多項重大關(guān)鍵技術(shù)突破，并且通過持續(xù)攻關(guān)，發(fā)展核心技術(shù)與方法，為高參數(shù)穩(wěn)態(tài)的等離子體運行奠定基礎。

裝置從2006年建成到現(xiàn)在已經(jīng)穩(wěn)定運行18年，兩次獲得國家科技進步一等獎，四次獲得中國科技十大進展新聞。2021年，整個裝置也創(chuàng)造了1.2億度、101秒以及1.6億度、20秒高溫等離子體的世界紀錄。同年年底，整個裝置實現(xiàn)了1056秒，長達17分鐘穩(wěn)定的放電，從而使大家對于整個聚變瞄準能源方面持續(xù)的運行成為可能。在此過程中也驗證了千秒量級時間尺度下的高溫等離子體穩(wěn)態(tài)運行的工程和技術(shù)，偏離器、水冷結(jié)構(gòu)等技術(shù)都得到了非常充分的驗證。

2023年4月份，整個裝置又實現(xiàn)了可重復的403秒更高功率或者更高等離子體參數(shù)的約束模式的運行，這個400秒的長脈沖高約束膜等離子運行，也是ITER(國際熱核聚變實驗堆)裝置首選的運行參數(shù)。這一成果的取得也被國際30多家科研機構(gòu)給予了非常高的評價。并且為ITER以及未來的聚變堆高約束長脈沖的持續(xù)運行提供了直接的技術(shù)和物理的支持。

2018年，等離子所拿到國家“十三五”的重大科技基礎設施綜合研究設施，掌握了一些關(guān)鍵技術(shù)，同時開展一些先進的測試平臺的建造，建成之后將是世界上參數(shù)最高、功能最全的瞄準于未來聚變堆的綜合研究平臺。整個平臺通過對19個系統(tǒng)的建設，目前已經(jīng)建成了16個，實現(xiàn)關(guān)鍵部件完全的自主設計、研制以及針對于聚變長遠的規(guī)劃。通過這樣一個設施的建設，將為我們聚變堆建設奠定堅實的科學基礎。按照項目的進度，明年5月份將通過國家發(fā)展改革委組織的驗收。

我們在材料的性能研究、導體的性能研究、超導磁體、真空室、偏濾器部件、等離子體與材料相互作用方面開展了很多研發(fā)，并且成功取得了一系列創(chuàng)新。我們深度參與了ITER項目，ITER是由中、美、日、韓、印度、歐盟和俄羅斯七方攜手，總投資超過200億歐元的國際合作項目，共有35個國家，人口占65%以上，GDP占80%以上。ITER項目的目標就是去驗證聚變能和平利用的工程技術(shù)可行性。在ITER項目中，等離子所也抓住機遇深度參與，我們承擔了中國超過75%以上采購包的任務，而且所有的產(chǎn)品都實現(xiàn)了三個100%，100%的國產(chǎn)化、一次性合格及準時交貨，得到了ITER國際組非常高的贊譽。

包括對于導體的國產(chǎn)化，我們推翻了ITER原有的電源設計，避免了大的風險。通過國際競標，在價格高于日本和俄羅斯的情況下，成功地拿到了世界上難度最大、重量最高的PF6磁體，目前已經(jīng)安裝到了ITER的主機大廳，整個磁體重大于400噸，該項技術(shù)獲得了2000年度中國專利金獎。

我們與中核共同參與并拿到了ITER的總裝任務，針對關(guān)鍵技術(shù)、針對作業(yè)指導書的編制和關(guān)鍵技術(shù)的解決，總裝過程的啟動也得到了習近平總書記的賀信。

在進行現(xiàn)有工作的同時，我們也在開展了未來中國聚變工程堆的設計，2017年，由等離子所的所長作為項目負責人承擔了科技部接近兩億元的專項，主要是完成中國未來聚變工程堆CFETR(中國聚變工程試驗堆)的設計，全國50家科研院所、高校、企業(yè)約800人共同參與。該項工作于2021年底通過了國家組織的專家驗收，現(xiàn)階段我們已經(jīng)完成了針對未來聚變工程堆所有的工程設計。

經(jīng)過這么多年的聚變發(fā)展和積累，我們已經(jīng)與40多個國家超過120家單位開展了深入合作，建立了非常良好的合作關(guān)系。而且中美、中法、中俄等研究中心也得到了非常好的運轉(zhuǎn)，我們的溝通交流都非常順暢頻繁。我們也拿到了國際原子能機構(gòu)首個聚變的協(xié)作中心，便于我們更好地開展聚變的國際交流與合作。

未來規(guī)劃與展望。目前整個聚變已經(jīng)成為國際熱點，基于這種情況，無論從中國科學院來說還是安徽省，還是聚變新能來說，也是考慮一種新的體制，推動整個聚變的發(fā)展，我們首先瞄準國家對能源的重大需求，采用新型舉國體制的優(yōu)勢，建立了由政府、研究所、企業(yè)共同助力的方式，集試驗研究、工程示范和商業(yè)應用于一體的商業(yè)化的攻關(guān)體系，我們在2023年由安徽省合肥市的國有企業(yè)攜手中國科學院、蔚來汽車和中國石油，共同成立了聚變新能(安徽)有限公司，整個公司秉承著研發(fā)和商業(yè)運用共同推進整個聚變商業(yè)化的過程，加快其實施過程。截至目前，公司和等離子所團隊進行了非常充分的融合，兩個團隊加在一起參與發(fā)展聚變的人員已經(jīng)接近2000人。

現(xiàn)階段我們公司和中國科學院的主要目標就是建設燃燒等離子體聚變能試驗裝置BEST(緊湊型聚變能實驗裝置)，聚變功率20～200兆瓦，要實現(xiàn)燃燒等離子體長時間穩(wěn)定安全控制，并且在國際上首次實現(xiàn)在聚變裝置上面產(chǎn)線氚的實時產(chǎn)生、提取和循環(huán)加料。對于BEST來說，我們將在世界范圍內(nèi)首次演示聚變能發(fā)電，整個裝置將成為未來十年唯一的氘氚燃燒的聚變裝置。作為氘氚裝置來講有很多，但是真正能夠達到燃燒狀態(tài)的，在未來十年只有BEST，而且我們的BEST也將成為高水平科技自立自強的代表性工程，全面引領聚變科學和工程技術(shù)，加快聚變工程化進程，降低商業(yè)應用風險。

BEST園區(qū)在去年6月份已經(jīng)正式開工，目前整個主機大廳的施工、負二層的施工已經(jīng)全部完成，整個園區(qū)占地面積接近300畝，是非?？岬囊粋€園區(qū)。預計明年能夠見到這個園區(qū)的真實面貌。

為了保障我們裝置的建設，以及為未來商業(yè)化做準備，我們積極地保障供應鏈，發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈。2023年由新能公司、中國科學院等離子所等一些央企國企共同發(fā)起成立了中國聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。去年發(fā)起時共有60家單位，截至目前已經(jīng)有156家單位參與了整個聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。同時我們聯(lián)合1080家上下游供應商，共同推動整個聚變的發(fā)展，在聚變堆材料、工藝、裝備、檢測、運維等方面開展前期攻關(guān)以及相應的合作。