全球聚变产业化竞赛八个关键问题① | 全球聚变能源竞争进入新阶段：中美欧日英正在争夺什么？

203.5亿欧元聚变资金、83个运行在建或规划装置、42个活跃装置，以及2210个存续聚变专利族——这些数字并不意味着聚变电站已经临近，却表明围绕聚变能源的国际竞争正在改变性质。

过去，人们主要用等离子体温度、放电持续时间和聚变增益评价聚变进展。如今，大型公共实验计划仍在推进，私人聚变企业和产业资本开始进入，主要经济体陆续制定产业化战略，监管机构也在为未来的氘氚实验设施、示范装置和商业项目建立规则。竞争的对象已经不再只是某项实验纪录，而是一个国家或地区能否把科学研究、装置建设、资本投入、工程制造、知识产权和监管许可组织成完整体系。

欧洲聚变能源组织（Fusion for Energy，F4E）聚变观察站发布的首版《全球聚变能源趋势》，正是从这一变化出发，对中国、美国、欧盟、日本和英国五个聚变生态系统进行比较。报告以公共资金、私人资本、聚变活动、科研论文和专利为五个量化维度，同时考察监管制度，试图回答的不是“谁已经掌握聚变发电”，而是各方正在以什么方式为未来聚变能源竞争积累能力。需要说明的是，该报告比较的是五个重点参与方，并不是对全球所有聚变国家和项目的完整排名，韩国等其他重要参与者并未纳入主要比较范围。

报告传递出的核心判断是：聚变能源正在由以基础科学为主的长期探索，进入科学验证、工程建设、资本投入、产业组织和监管准备并行推进的阶段。但这仍然是商业化之前的能力积累期，而不是商业聚变发电已经实现突破。

竞争对象已由单项纪录转向完整生态系统

F4E报告用五维雷达图“A Five-Dimensional Comparison”比较五方的公共资金、私人资本、存续专利族、科研论文和活跃装置。每项指标均以五方领先者为1进行标准化。图中没有任何一方在全部维度同时领先，而且报告特别强调，这些指标只比较规模，不衡量质量、效率、实验性能或技术成熟度。

这种比较方式揭示了聚变竞争的基本逻辑。一个国家拥有大型托卡马克和较多科研论文，并不意味着它已经具备聚变电站所需的材料、氚循环、热量导出和远程维护能力；一个企业获得巨额融资，也不能证明其装置能够稳定运行、产生净电力并达到可接受的成本。同样，专利数量可以说明技术确权活动的规模，却不能直接说明专利质量、工程实施能力和商业价值。

五方因而呈现出差异明显的能力结构。美国拥有最大的私人资本池、最广泛的装置组合以及最大的历史论文和引用规模；中国在公共投入和存续专利族数量上最为突出；欧盟依托国际热核聚变实验堆（ITER）、EUROfusion科研网络和跨国产业链形成深厚的公共科研基础；日本拥有五方中较为均衡的技术路线组合，并正在把长期科研积累转化为产业政策；英国则以英国原子能管理局（UKAEA）和球形托卡马克能源生产项目（STEP）为中心，形成高度集中的国家任务体系和较早明确的非裂变监管路径。

图1 中美欧日英聚变能源五维竞争力比较

资料来源：F4E Fusion Observatory, Global Fusion Energy Trends, p.6

五维比较真正反映的是，各方已经开始为未来产业配置资源，却仍没有形成一个公认的最优模式。国家集中投入能够提供长期稳定性，但也可能形成资源配置和单一路线风险；私人资本竞争有利于加快技术迭代，却可能造成项目分散、时间表激进和重复建设；跨国科研网络能够积累广泛能力，但协调成本和产业转化速度可能成为制约。因此，当前竞争的核心不是某一个指标是否排名第一，而是不同指标之间能否形成有效衔接。

203.5亿欧元背后，是五种不同的风险分配方式

资金是理解聚变竞争变化的一个重要入口。F4E估算，2022—2025年五方已动员或正式承诺约203.5亿欧元聚变资金，包括国内公共资金、ITER实物贡献以及聚变企业获得的私人资本。另有约14亿欧元ITER现金贡献单独列示；若将其纳入，按来源统计的资金总量约为217.5亿欧元。

在203.5亿欧元主体数据中，公共资金约159亿欧元，占78%；私人资本约44.5亿欧元，占22%。美国以73.8亿欧元居首，中国以69.4亿欧元紧随其后；欧盟为33.4亿欧元，英国14.9亿欧元，日本12.1亿欧元。

这些数字不能被理解为五方在四年内按照统一会计口径实际支出的现金。F4E的统计同时包含政府预算和项目承诺、采购支出、国有或国家支持企业的资本金、ITER实物贡献，以及私人企业公开披露的融资。不同参与方的信息完整程度和统计基础并不完全相同。因此，203.5亿欧元主要用于判断资金规模和结构，不能直接用于比较投资效率、技术成熟度或商业成功概率。

尽管如此，公共资金占78%仍然说明，聚变能源目前主要是一项由国家承担长期科学和工程风险的战略技术。私人资本正在加快进入，但大型实验装置、基础研究、材料试验、监管能力和共性基础设施仍然主要依赖公共投入。

美国与中国的资金总量接近，但风险承担和产业组织方式明显不同。美国73.8亿欧元资金中，公共资金约49.7亿欧元，私人资本约24.1亿欧元。美国聚变企业获得的私人资本占五方私人资本总额的54%，其42家初创企业围绕托卡马克、场反位形、惯性约束、Z箍缩、磁镜和其他技术路线展开竞争。美国模式的特点，是由国家实验室、大学和公共设施提供科研基础，再由私人资本支持企业探索不同的装置和商业路线。其约束在于项目组合庞大而分散：美国32个运行、在建或规划装置中，18个仍处于规划阶段，资金能否转化为实际运行装置仍需验证。

中国的69.4亿欧元资金中，公共资金约54.5亿欧元，为五方最高；其中约37.3亿欧元被归类为对国家支持商业化主体的公共投入。中国模式因而不是单纯的公共实验室体系，而是通过中央规划、科研机构、国有企业和产业化平台之间的组织关系，加快科研能力向工程项目和产业主体延伸。

美国模式把较多技术和市场风险分散给企业和投资人，中国模式则由国家更直接地组织资金、平台和重大设施。两种模式都具有优势，也都有尚未解决的问题：美国需要提高大量规划项目进入建设和运行阶段的比例，中国则需要证明集中投入能否持续转化为高质量技术成果、可靠装置和可复制产业能力。

图2 2022—2025年五个主要参与方聚变资金规模及构成

资料来源：F4E Fusion Observatory, Global Fusion Energy Trends, Figure 2.1, p.18

图2左图为公共资金和私人资本构成，右图为五方资金占比。欧盟、日本和英国的资金规模虽然低于中美，却形成了各自不同的能力基础。

欧盟33.4亿欧元资金中，约21.2亿欧元是由F4E管理的ITER实物采购，占其识别资金总额近三分之二；欧盟聚变企业在2022—2025年获得的私人资本约3.4亿欧元，仅相当于美国同期的约14%。与此同时，F4E自2007年以来已向欧洲企业和实验室配置约72亿欧元ITER供应链合同。欧洲的问题因此不是缺少科研设施或工业企业，而是如何把分布于欧盟机构、成员国实验室和跨国产业链中的能力，更快转化为能够扩张的商业主体和示范项目。

日本2022—2025年的识别资金约12.1亿欧元，是五方最低，但拥有11个运行、在建或规划装置，其中8个为活跃装置，并覆盖托卡马克、螺旋或仿星器、激光惯性约束和磁镜等多类技术。2025年修订的《聚变能源创新战略》将2030年代聚变发电示范列为目标；产业组织J-Fusion在18个月内由21个成员扩大至90多个，反映日本正从科研体系主导转向科研、制造业和产业政策共同推进。这里的“2030年代示范”仍属于政策目标，不能理解为已经确定的投运进度。

英国14.9亿欧元资金中约90%流向公共机构，体系高度集中于UKAEA和STEP；私人资本仅约7000万欧元，活跃装置只有3个。其优势是国家任务集中、项目责任相对清楚，并较早确立区别于裂变核电站许可的监管路径；风险则在于整体生态规模较小，对STEP及其供应链能否按计划形成工程能力具有较高依赖。

这五种资金和组织方式分配的不只是成本，也包括技术风险、项目失败风险、未来知识产权和设施所有权。现阶段还无法依据资金结构判断哪一种模式必然胜出。

83个装置并未消除聚变发电的核心缺口

项目数量快速增加，是当前聚变领域最容易被误读的现象。图3分别展示运行、在建升级和规划装置数量，活跃装置的公共与私人所有权，以及托卡马克、仿星器、惯性约束和其他路线的分布。

截至2026年5月，F4E统计的五方装置管线共有83个运行、在建或规划中的聚变装置，其中42个属于“活跃装置”，即已经运行，或者正在建设和升级。美国有14个活跃装置，中国9个，欧盟和日本各8个，英国3个。美国总管线达到32个，但其中18个尚处于规划阶段；欧盟22个装置中也有14个为规划项目。F4E明确提醒，已宣布的规划装置并不一定都会进入建设阶段。

装置数量本身也没有反映规模和性能。一台小型私人实验装置和ITER这样的国际大型实验堆，在统计中都被计为一台；专门用于材料辐照、磁体、氚处理和部件鉴定的工程设施，则没有纳入装置数量。因此，活跃装置更适合衡量一个生态系统的研发广度，而不是判断其距离商业发电还有多远。

更关键的问题在于，全球尚没有任何装置同时证明三类能力：较高的聚变性能、电站所需的运行持续时间或重复频率，以及燃料循环、材料、热量导出、远程维护等电站相关技术的系统集成。

目前最高聚变性能和最长等离子体持续时间，通常由不同装置在不同工况下实现。高三重积或高聚变增益往往只能维持较短时间，而长脉冲磁约束实验通常运行在较低的等离子体性能水平。能量约束时间、单次放电持续时间以及磁约束和惯性约束中的聚变增益定义也不相同，不能把这些指标简单排列为一张“谁最接近发电”的榜单。

ITER、SPARC、BEST和JT-60SA代表下一阶段四个重要项目，但承担的是互补任务。ITER计划研究数百秒高增益燃烧等离子体；美国私人项目SPARC和中国BEST分别以较紧凑装置探索高聚变增益及不同脉冲工况；日欧合作的JT-60SA不使用氘氚燃料，主要研究高性能、较长时间的非氚等离子体。这些装置的设计目标并不相同，也都不是可以直接向电网供电的商业电站。

许多公共计划和私人企业把示范装置节点设定在2030年代或2040年代初，但F4E将其明确视为政府计划或开发者时间表，而不是经过独立验证的工程进度。

图3 五个主要参与方的装置数量、所有权和技术路线结构

资料来源：F4E Fusion Observatory, Global Fusion Energy Trends, Figures 3.1–3.3, p.27

装置结构也显示，全球尚未在单一技术路线附近完全收敛。托卡马克拥有最深厚的实验基础，但仍需解决长时间运行、材料寿命、氚循环和复杂维护；惯性约束已经取得重要物理实验成果，但发电要求聚变过程能够以较高频率稳定重复；场反位形、磁镜、Z箍缩和其他概念试图降低复杂度，却普遍缺少大型工程和长期运行验证。

因此，技术多元化一方面增加了突破机会，另一方面也意味着资金、人才和供应链仍分散在多种尚未完成验证的方案上。

科研、专利和监管正在重塑竞争边界

在装置和资金之外，科研组织、知识产权和监管制度开始成为新的竞争变量。

从1950年至2026年5月的完整论文记录看，美国和欧盟合计约占五方论文总量的65%和累计引用量的75%。美国拥有约5.03万篇论文和五方42%的累计引用；欧盟在2006—2026年的近期统计窗口中，以34.2%的论文份额居首；中国论文增长迅速，已成为近期第三大贡献方。与此同时，五方排名前20位的论文机构中，欧盟有7家、美国6家、中国3家、日本2家，另有UKAEA和ITER组织，反映出欧盟分布式科研网络、美国国家实验室与大学体系，以及中国相对集中的头部机构结构。

专利版图却与论文版图明显不同。截至2026年2月，五方共有2210个存续聚变专利族，其中中国1335个，占约60%；美国438个，日本154个，欧盟143个，英国140个。中国在多数技术类别中数量领先，但约95%的中国专利族在统计截止时没有公开的境外同族专利。美国在惯性约束专利中相对突出，英国、美国和中国在超导装置领域的数量较为接近。

这说明论文数量、引用影响、专利规模和工程能力之间不能画等号。论文主要反映公开科研活动，专利反映申请人寻求法律保护的技术方向；专利族数量不衡量权利要求范围、法律稳定性、国际覆盖、技术实施和经济价值。部分商业企业还会因为保密而减少论文公开，其实际研发能力无法完全由文献计量反映。

监管制度则决定技术能否从实验室进入项目现场。五方正在逐步接受分类分级、风险知情和技术中立的共同原则，但采用了不同的法律模式。美国和英国建立了区别于传统裂变反应堆许可的路径；中国将聚变纳入《原子能法》，同时要求实行适应聚变特点的专门分类分级监管；欧盟依靠成员国主管机关和Euratom共同要求，法国对ITER的监管提供了现有核设施制度适应聚变风险的案例；日本已经提出安全原则，但项目级制度仍在形成。

监管并不是聚变技术成熟之后才出现的附属问题。许可分类会影响装置设计、场址选择、环境评价、融资成本和建设周期。两项技术水平相近的项目，可能因为监管预期是否清晰而形成完全不同的投资和实施结果。

结语：真正争夺的是资源向能源系统的转化能力

F4E报告所呈现的全球格局，不是一个已经产生明确领先者的产业排名，而是五种发展模式同时进入验证阶段。

美国拥有最深的私人资本池、最大的活跃装置基础和长期科研积累，但需要把分散且大量仍处于规划阶段的项目转化为运行系统。中国形成了最大的公共投入规模和专利组合，并通过国家支持的产业平台推进工程化，但资金、专利和装置数量能否转化为稳定运行和可复制能力仍需验证。欧盟拥有ITER、科研网络和成熟供应链，却面临私人资本规模和跨国协调方面的约束。日本正在把多元科研基础与制造业资源纳入新的产业政策。英国则以高度集中的STEP计划和明确监管路径推进，但生态规模较小，项目集中度较高。

这些差异使聚变竞争不再是单一技术指标的竞赛，而是不同制度和产业组织模式的长期比较。现阶段，任何一方都尚未完成从高性能实验到聚变电站的完整跨越。科学净能量、较高的等离子体聚变增益、长脉冲运行和开发者提出的发电时间表，都不能等同于工程净能量、净发电或商业运行。

下一阶段的分水岭，也不会只是新一轮融资或新的实验纪录。F4E认为，真正的检验在于资金能否转化为运行设施、经验证的技术节点和持久的工业能力，并最终形成可信的工程进度和经济可行的聚变能源路径。

因此，中美欧日英当前争夺的并不是一个已经存在的聚变电力市场，而是定义未来市场所需的综合能力：谁能够率先把等离子体物理、材料、磁体或激光系统、氚燃料循环、热能利用、远程维护、工业供应链、监管许可和项目融资整合为可以持续运行、可以重复建设并具有经济可行性的能源系统。

聚变产业化的竞赛已经开始，但决定胜负的工程验证仍在前方。