綠色發(fā)展是中國式現(xiàn)代化的鮮明底色。《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》提出,推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機(jī)接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。核聚變能被譽(yù)為人類的終極能源,具有能量密度大、原料資源豐富、放射性污染低、固有安全性好等優(yōu)勢,是未來清潔能源的重要發(fā)展方向之一,也是加快建設(shè)新型能源體系的重要組成部分。
中國核工業(yè)創(chuàng)建71年來,不斷探索更先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)的核能解決方案,推進(jìn)基礎(chǔ)性、前沿性核科學(xué)技術(shù)研究,大力推動核能科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合發(fā)展,為聚變能發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。第三代壓水堆核電技術(shù)“華龍一號”實現(xiàn)規(guī)?;ㄔO(shè)部署,“國和一號”示范工程建成投運(yùn),第四代高溫氣冷堆率先投入商運(yùn),“玲龍一號”小型模塊堆建設(shè)順利推進(jìn),一體化閉式循環(huán)快堆核能系統(tǒng)創(chuàng)新研發(fā)有序開展……核能在清潔供暖、工業(yè)供熱、海水淡化等領(lǐng)域的研發(fā)應(yīng)用不斷取得新進(jìn)展。核科技在農(nóng)業(yè)、健康、環(huán)境、工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,更好惠及民生福祉。
與此同時,我國建立起涵蓋鈾資源勘查開發(fā)、核燃料生產(chǎn)供應(yīng)、核廢物處理處置等環(huán)節(jié)的完整核工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,形成了雄厚的核電裝備制造、工程建設(shè)和安全運(yùn)維能力,積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗。截至目前,我國在運(yùn)核電機(jī)組58臺,在建及核準(zhǔn)待建核電機(jī)組54臺,規(guī)模效益大、安全質(zhì)量高。此外,我國積極與世界各國建立和發(fā)展核能伙伴關(guān)系,聯(lián)合開展技術(shù)交流、人才培養(yǎng)、工程建設(shè)、產(chǎn)能投資等互利合作,國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局正在逐步形成。
我國始終高度重視聚變能創(chuàng)新探索與和平利用。20世紀(jì)80年代,確立了熱堆—快堆—聚變堆核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。今年1月15日,《中華人民共和國原子能法》正式實施,明確國家鼓勵和支持受控?zé)岷司圩兊目茖W(xué)研究與技術(shù)開發(fā)。
近年來,我國先后發(fā)布相關(guān)政策文件,將可控核聚變列為實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)、推進(jìn)綠色低碳前沿技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)方向,前瞻部署聚變能等未來能源科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,構(gòu)建聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體等合作機(jī)制,深化聚變能物理基礎(chǔ)、材料科學(xué)、工程建造、設(shè)備研制等領(lǐng)域的聯(lián)合研發(fā)和國際協(xié)作。
為推動聚變能發(fā)展,我國先后建成核聚變科學(xué)設(shè)施“中國環(huán)流1號”(HL-1)、全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克裝置“東方超環(huán)”(EAST)、新一代“人造太陽”“中國環(huán)流3號”(HL-3),并不斷取得科學(xué)突破。同時,中國“玄龍-50U”“洪荒-70”“中國聯(lián)合球形托卡馬克2號”(SUNIST-2)等中小型聚變實驗裝置,聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施“夸父”(CRAFT)、緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)等大科學(xué)工程裝置建設(shè)正在穩(wěn)步推進(jìn),為聚變能關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)計驗證、工程實驗和測試評估搭建更多、更好的國際合作平臺。
作為國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃的關(guān)鍵合作伙伴之一,中國始終恪守國際承諾,高質(zhì)量推進(jìn)所承擔(dān)的18個關(guān)鍵部件和系統(tǒng)的設(shè)計制造以及核心設(shè)備的安裝任務(wù)。2025年,由我國主導(dǎo)的ITER核心安裝標(biāo)段真空室模塊組件成功吊裝入位,我國研制的ITER磁體支撐系統(tǒng)、包層屏蔽模塊、磁體饋線系統(tǒng)、磁體冷態(tài)測試杜瓦等大型裝備部件均如期交付完成。
從世界范圍來看,聚變能技術(shù)正在從科學(xué)研究向工程實踐和商業(yè)應(yīng)用的目標(biāo)加速邁進(jìn)。如何解決聚變能商業(yè)化面臨的等離子體穩(wěn)態(tài)燃燒、耐強(qiáng)場高溫復(fù)合材料、氚燃料自持等科學(xué)和工程技術(shù)難題,以及產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈成熟性、經(jīng)濟(jì)可承受性、投資可持續(xù)性、監(jiān)管可適配性等產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)問題,推進(jìn)聚變能高質(zhì)量國際化發(fā)展?
首先,要加強(qiáng)科學(xué)研究,夯實創(chuàng)新基礎(chǔ)。鼓勵支持開展穩(wěn)態(tài)燃燒、能量增益、燃料自持等基礎(chǔ)科學(xué)研究,持續(xù)深化開展材料、工藝、裝備等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),加快推進(jìn)新型科學(xué)實驗裝置、工程驗證平臺建設(shè),推動聚變能創(chuàng)新發(fā)展。
其次,要完善標(biāo)準(zhǔn)體系,強(qiáng)化安全保障。積極推動建立聚變堆工程設(shè)計、建造及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)導(dǎo)則體系,探索制定科學(xué)合理、分級分類的聚變能監(jiān)管制度和法規(guī)框架,強(qiáng)化全鏈條、全周期質(zhì)量與安全管控,保障聚變能安全發(fā)展。
再次,要加強(qiáng)人才培養(yǎng),促進(jìn)交流互鑒。加強(qiáng)聚變能相關(guān)學(xué)科專業(yè)建設(shè)和跨學(xué)科、跨專業(yè)人才培養(yǎng),加大對核聚變青年人才的支持力度。通過ITER計劃等國際大科學(xué)工程與科技合作項目,促進(jìn)科技創(chuàng)新人才、專業(yè)技能人才、工程管理人才互學(xué)互鑒、共育共用,夯實聚變能發(fā)展人才隊伍。
最后,要深化國際合作,完善治理體系。發(fā)揮世界各國優(yōu)勢,加強(qiáng)科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工程實驗、AI賦能、數(shù)據(jù)共享等多雙邊國際交流合作,擴(kuò)大大科學(xué)工程、大科學(xué)裝置開放共享和互聯(lián)互通,匯聚全球合力,突破重大關(guān)鍵科學(xué)和工程技術(shù)難題。
地球是人類的共同家園,應(yīng)對當(dāng)前氣候變化、能源安全等全球性挑戰(zhàn),人類比以往任何時候都更需要團(tuán)結(jié)協(xié)作和開放共享,任何一個國家都難以獨(dú)立破解所有難題或者獨(dú)享一切創(chuàng)新成果。習(xí)近平總書記在向國際熱核聚變實驗堆計劃重大工程安裝啟動儀式賀信中指出,科學(xué)無國界,創(chuàng)新無止境。國際科技合作對于應(yīng)對人類面臨的全球性挑戰(zhàn)具有重要意義。國家原子能機(jī)構(gòu)將踐行四大全球倡議,與國際原子能機(jī)構(gòu)、ITER組織及各國深化交流合作,不斷推進(jìn)全球核能創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)人與自然和諧共生,為共建清潔、美麗、可持續(xù)的世界貢獻(xiàn)中國智慧、中國方案、中國力量。
(作者:單忠德,系中國工程院院士、國家原子能機(jī)構(gòu)主任)