在2025浦江创新论坛上,中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长张杰,向与会者分享了激光聚变领域的最新进展。他透露,其团队正通过“三步走”战略,力争在2028年实现激光聚变点火,并最终推动这一技术走向商业化应用。
2022年底,美国激光聚变“国家点火装置(NIF)”取得了重大突破,成功实现了输出能量大于输入能量的点火,标志着人类聚变能时代的开启。按照美国的能源发展路线图,聚变能有望在2045年实现商业运行,届时每千瓦时的成本将低于现有所有能源形式。
然而,张杰指出,美国国家点火装置中心的点火方案虽已成功多次,但仍面临转换效率低和不稳定两大物理难题。早在1997年,他就提出了将压缩和加热这两个相互矛盾的物理过程分开进行的理论设想,即先压缩再加热,以提高效率和可控性。
“神光II”是我国自主研发的大型高功率激光聚变实验装置,属于全球为数不多的激光器系统之一。在过去六年里,张杰带领的研究团队完成了11轮大型物理实验,验证了分解物理过程的可行性,并克服了所有物理困难。在提高重复频率方面,团队更是提出了远超美国方案的50赫兹目标,旨在更快地推动激光聚变技术走向实用。
张杰团队计划通过“三步走”战略,在上海实现首个激光聚变商业电站。第一步,从今年起至2030年,进一步提高激光聚变的增益,突破50赫兹聚变能关键技术研发,完成“中国方案”点火与所有关键技术验证;第二步,从2031年至2035年,进行激光聚变的工程演示;最终,有望在2045年实现商业运行。
对于激光聚变的商业化前景,张杰充满信心。他表示,美国预计到2045年聚变能电价将降至每千瓦时0.37元人民币,而中国有望将其降至一半左右。一座50赫兹百万千瓦级的激光聚变电站,足以满足200万人口城市的用电需求。同时,激光聚变能源还将带动一条庞大的产业链,预计在上中下游拉动万亿元以上的投资。
张杰强调,人类文明在过去200年的进步得益于三次工业革命,而这三次工业革命的底层逻辑都是能源技术的几倍进步。新的聚变能技术,将带来比化石能源高近百倍的能量密度,预计这次聚变能引发的工业革命,将比过去三次的总和还要更大。