在2025年浦江创新论坛主论坛上,中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长张杰以“用激光聚变点亮未来”为主题,系统阐述了我国在激光聚变领域的前沿突破与战略规划。他透露,团队已于2024年底在上海嘉定启动研究基地建设,计划通过“三步走”路径——2030年前完成关键技术研发、2031-2035年开展工程研制、2045年实现商业运营——建成国内首座聚变能电站,且发电成本有望降至美国同类方案的一半。
聚变能因能量密度高、燃料近乎无限、无放射性污染及运行安全等特性,被视为人类终极能源。2022年12月5日,美国国家点火装置(NIF)首次实现激光聚变净增益,标志着人类向可控核聚变迈出关键一步。该装置作为全球最大激光聚变系统,目前增益已达4倍,其发展路线图显示,2045年商业运行时成本将低于现有所有能源形式。但张杰指出,NIF采用的“压缩与加热同步”技术存在效率低、稳定性差等物理瓶颈。
针对这一难题,张杰于1997年提出“先压缩、后加热”的创新技术路线。过去六年中,他带领团队利用中国科学院上海光机所“神光2”升级装置完成11轮大型实验,解决了所有关键物理问题。在第11轮实验中,团队创造的聚变三乘积指标达世界领先水平,预计2028年可实现点火。这一成果验证了新路线在提升聚变效率与可控性方面的显著优势。
在重复频率技术上,团队提出更激进的目标:美国计划2045年达到10赫兹,而中国团队将直接挑战50赫兹。高频驱动技术对发电经济性至关重要,目前团队已在激光脉冲同步、能量传输等五个核心领域取得突破。张杰强调,重复频率提升将大幅降低聚变电站建设成本,其方案在增益效率上明显优于美国技术路径。
经济性对比显示,2045年美国聚变发电成本预计为0.37元/千瓦时,而中国方案有望将电价压缩至一半以下。这种成本优势源于技术路线对激光驱动能量的更高效利用——增益效率越高,所需激光能量占比越低。激光聚变产业链将带动万亿级市场,涵盖超导材料、精密光学、智能控制等上下游领域。
张杰特别指出,能源革命始终是推动文明进步的核心动力。从蒸汽机到电力,再到核能,每次能源突破都引发产业变革。聚变能作为第四次能源革命的关键,其商业化将重构全球能源格局。他表示:“中国已跨越激光聚变的技术门槛,这个时代赋予我们实现梦想的机遇。我们的目标不仅是点亮一盏灯,更要为人类文明进步注入中国智慧。”