在2025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发表了题为“用激光聚变点亮未来”的演讲。他透露,其团队已于2024年11月在嘉定启动研究基地建设,计划通过“三步走”战略,在上海建成全球首座聚变能商业电站,目标于2045年实现商业化运营。根据团队提出的创新点火方案,未来发电成本有望降至美国同类技术的一半。
张杰回顾了核聚变研究的历史性突破:2022年12月5日,美国国家点火装置(NIF)首次实现激光聚变净能量增益,标志着人类向“终极能源”迈出关键一步。聚变能的能量密度是化石能源的百万倍,燃料近乎无限且无放射性,被视为未来能源的终极解决方案。美国科学家为此奋斗了50年,而NIF作为全球最大激光聚变装置,目前增益已达4倍,按其发展路线图,2045年将实现商业运行,成本低于现有所有能源形式。
尽管NIF取得重大进展,但张杰指出其存在两大技术瓶颈:效率低下与运行不稳定,根源在于“压缩与加热同步进行”的技术路线。对此,他于1997年提出“先压缩、后加热”的替代方案,通过分阶段操作提升聚变过程的可控性与效率。过去六年,团队利用中国科学院上海光机所的“神光2”升级装置,完成了11轮大型物理实验,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位居世界首位,预计2028年可实现点火。
张杰强调,实现点火后,团队将同步攻关两大方向:提升能量增益与重复频率。当前美国NIF的重复频率目标为10赫兹,而中国团队计划直接突破至50赫兹,以适应发电需求。在50赫兹同频激光驱动技术领域,团队已取得五项关键技术突破,为商业化奠定基础。
根据规划,团队将于2030年前后完成激光聚变实验堆的所有核心技术研发,2031年至2035年开展工程化研制,最终在2045年建成商业电站。张杰对比中美技术路线时表示,中国方案在增益效率上更具优势,激光驱动能量占比更低,有利于电站建设。成本方面,美国预计2045年聚变电价为0.37元/千瓦时,而中国可降至其一半水平。
激光聚变产业的潜力远超能源领域。张杰指出,其上下游产业链规模可达万亿元级别。他回顾历史称,前三次工业革命均以能源革新为底层驱动力,而聚变能将带来更深远的影响。演讲最后,张杰感慨道:“我们已跨越激光聚变的至暗时刻,生逢一个能实现梦想的时代。团队的目标是用激光聚变点亮未来,为人类文明进步贡献中国智慧。”