在2025浦江創(chuàng)新論壇上,中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)李政道研究所所長(zhǎng)張杰,向與會(huì)者分享了激光聚變領(lǐng)域的最新進(jìn)展。他透露,其團(tuán)隊(duì)正通過“三步走”戰(zhàn)略,力爭(zhēng)在2028年實(shí)現(xiàn)激光聚變點(diǎn)火,并最終推動(dòng)這一技術(shù)走向商業(yè)化應(yīng)用。
2022年底,美國(guó)激光聚變“國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)”取得了重大突破,成功實(shí)現(xiàn)了輸出能量大于輸入能量的點(diǎn)火,標(biāo)志著人類聚變能時(shí)代的開啟。按照美國(guó)的能源發(fā)展路線圖,聚變能有望在2045年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行,屆時(shí)每千瓦時(shí)的成本將低于現(xiàn)有所有能源形式。
然而,張杰指出,美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置中心的點(diǎn)火方案雖已成功多次,但仍面臨轉(zhuǎn)換效率低和不穩(wěn)定兩大物理難題。早在1997年,他就提出了將壓縮和加熱這兩個(gè)相互矛盾的物理過程分開進(jìn)行的理論設(shè)想,即先壓縮再加熱,以提高效率和可控性。
“神光II”是我國(guó)自主研發(fā)的大型高功率激光聚變實(shí)驗(yàn)裝置,屬于全球?yàn)閿?shù)不多的激光器系統(tǒng)之一。在過去六年里,張杰帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)完成了11輪大型物理實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了分解物理過程的可行性,并克服了所有物理困難。在提高重復(fù)頻率方面,團(tuán)隊(duì)更是提出了遠(yuǎn)超美國(guó)方案的50赫茲目標(biāo),旨在更快地推動(dòng)激光聚變技術(shù)走向?qū)嵱谩?/p>
張杰團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過“三步走”戰(zhàn)略,在上海實(shí)現(xiàn)首個(gè)激光聚變商業(yè)電站。第一步,從今年起至2030年,進(jìn)一步提高激光聚變的增益,突破50赫茲聚變能關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),完成“中國(guó)方案”點(diǎn)火與所有關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證;第二步,從2031年至2035年,進(jìn)行激光聚變的工程演示;最終,有望在2045年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行。
對(duì)于激光聚變的商業(yè)化前景,張杰充滿信心。他表示,美國(guó)預(yù)計(jì)到2045年聚變能電價(jià)將降至每千瓦時(shí)0.37元人民幣,而中國(guó)有望將其降至一半左右。一座50赫茲百萬(wàn)千瓦級(jí)的激光聚變電站,足以滿足200萬(wàn)人口城市的用電需求。同時(shí),激光聚變能源還將帶動(dòng)一條龐大的產(chǎn)業(yè)鏈,預(yù)計(jì)在上中下游拉動(dòng)萬(wàn)億元以上的投資。
張杰強(qiáng)調(diào),人類文明在過去200年的進(jìn)步得益于三次工業(yè)革命,而這三次工業(yè)革命的底層邏輯都是能源技術(shù)的幾倍進(jìn)步。新的聚變能技術(shù),將帶來(lái)比化石能源高近百倍的能量密度,預(yù)計(jì)這次聚變能引發(fā)的工業(yè)革命,將比過去三次的總和還要更大。