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微秒定“乾坤”!从金屹能源看聚变技术如何从实验室迈向市场化

6小时前
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“中国正在建设的紧凑型聚变能实验装置(BEST)预计2027年竣工,并有望成为人类历史上首个实现聚变发电的装置。”近日,外交部发言人向国际社会分享这一消息后,即刻震撼了全球能源圈。不仅让世界看到了破解能源短缺与气候危机的“中国方案”,更让亿万国人的自豪感瞬间拉满。

即将到来的“十五五”,是中国核聚变发展从原理验证迈向工程技术的关键阶段。“十五五”规划明确将核聚变能纳入前瞻布局的未来产业,提出推动包括氢能和核聚变能在内的产业,成为新的经济增长点。

值得一提的是,任何一场颠覆性的产业革命,不仅要靠一套成熟的创新生态系统来支撑,更离不开一个个在细分赛道上啃下“卡脖子”硬骨头的实体。在可控核聚变从实验室走向产业界的过程中,核心部件的技术突破尤为关键,在很大程度上决定着产业落地速度。

而安徽金屹能源发展有限公司(简称“金屹能源”,系国科新能创投Family成员企业)正是其中的一股力量。该公司以微秒级的控制精度,为上亿度等离子体攥紧了“看不见的供电缰绳”,并且在全球聚变电源市场的战略博弈中抢占了先机。

时间精度锁定聚变特种电源价值锚点

当前,在全球“碳中和”与能源安全双重驱动下,可控核聚变已从基础科学研究上升为大国战略博弈的关键赛道。2024年全球化石

能源发电占比仍高达60%,同时新能源的间歇性、波动性等带来的电网稳定性问题,至今缺乏根本性解决方案。而可控核聚变零碳排放、燃料无限、能量密度极高等的特性,使其成为破解这一困局的重要选项。

金屹能源为EAST(东方超环)装置提供的极向场电源系统,曾在1000秒的等离子体放电周期内完成超10亿次功率调整,单次响应误差不足5微秒。这一精度换算到现实场景,相当于马拉松比赛中每一步的节奏偏差不超过百万分之三秒。

要知道,可控核聚变的本质是在人工环境中复刻太阳内部的能量反应,这一过程对电源系统的时间控制精度提出了极为严苛的要求。磁约束聚变装置中,上亿度的等离子体需在强磁场中维持稳定形态,极向场电源、环向场电源与加热系统的协同误差必须锁定在微秒级,任何超出阈值的偏差都将直接导致等离子体失稳,会让实验前功尽弃。金屹能源在这方面的技术突破,本质上是对“时间艺术”的一种工业解构,其研发的特种电源在EAST装置的运行记录足以印证其硬实力。

而金屹能源为BEST装置供应的模块化电源,更是将故障保护时间压缩至3微秒以内,较国际同类产品快30%。这一指标不仅筑牢了实验安全防线,还直接提升了装置有效运行效率,而效率正是科研装置向商业设备转化的关键考量之一。这些看似抽象的精度指标,实则是企业核心竞争力的一种量化表达。

国际热核聚变实验堆(ITER)组织的技术文件早已明确,电源输出的稳定性直接关联等离子体约束质量。纹波系数作为衡量电源输出

平稳性的核心指标,其数值每降低一个量级,就能显著减少磁场扰动,为等离子体创造更稳定的约束环境。这一关联在工程实践中已有实证。ITER磁体电源通过多脉波整流技术将纹波降至极低水平后,等离子体的能量约束时间显著延长,而辅助加热电源的低纹波特性更直接提升加热效率与等离子体温度稳定性。

金屹能源将输出纹波系数控制在0.1%以下,这一指标不仅达到ITER对超导磁体电源的严苛要求,更远超国际能源署设定的行业基准;同时其能量转换效率提升至95%,大幅降低了装置运行中的能源损耗。

这种“低纹波+高效率”的双重优势,使其产品在俄罗斯GYCOM、德国马普研究所等国际机构的采购招标中形成显著差异化竞争力。毕竟,对于科研机构而言,电源稳定性直接决定实验数据的可靠性,而高效率则能长期降低运行成本。

关键窗口期构建“技术-数据-标准”闭环

全球聚变能源市场正处在爆发前夜的关键窗口期,产业格局的重塑速度远超预期。国际原子能机构(IAEA)发布的《聚变能源展望2025》报告显示,2025年全球可控核聚变市场规模达3511.1亿美元,2029年将突破4795亿美元,年复合增长率8.1%。

当前,各国政府对聚变能源的战略投入已呈几何级增长。全球可控核聚变赛道已形成“中美欧三足鼎立”的竞争格局,核心零部件企业的技术实力正成为重塑全球能源版图的关键变量。谁能掌握电源系统这类“卡脖子”部件的主导权,谁就能在未来能源产业分工中占据主导位置。

目前,金屹能源的产品已进入ITER项目测试系统供应链,该公司在紧凑化、高功率密度领域的创新正在引领行业方向,为BEST装置定制的电源系统将占地面积缩减40%,精准契合聚变装置小型化的发展趋势,而小型化正是未来商业堆降低建设成本、提升推广可行性的核心诉求之一。

标准话语权的获取,从来不是偶然的技术突破,而是国家战略、企业投入与产业生态协同作用的复利效应。从国家层面看,中国已构建起全链条聚变能源研发体系,形成了从装置设计到核心部件制造的完整创新生态。

在国家核聚变研发投入年均增长20%以上的背景下,金屹能源连续三年将15%以上的营收投入研发,构建起聚变电源专用测试平台,累计获取超10万小时极端工况运行数据。这些数据不仅用于产品迭代,更反哺至BEST等新装置的设计环节,其提出的电源与超导磁体匹配优化方案已被采纳为行业参考标准,形成了“技术研发—数据积累—标准输出”的良性循环。

击破容错鸿沟,加速技术从实验室走向市场

聚变能源的终极价值在于商业化发电,而其能否突破“示范堆”阶段进入规模化应用,主要取决于关键部件能否降低产业经济性门槛。但商业运营与实验研究的容错率截然不同,实验阶段一次放电失败仅意味着数据丢失,而商业堆每一次停机都将造成数百万美元的直接损失。这种容错率的落差,正是技术从实验室走向市场的最大鸿沟。

商业聚变堆对可靠性的要求是实验装置的十倍以上,而金屹能源在EAST装置上验证的数万小时无故障运行记录,成为其角逐商业聚变赛道、叩开商业市场的硬核通行证。金屹能源通过PSM模块技术实现的宽电压适应范围(输出电压覆盖几伏至100kV)、微秒级保护响应,以及10ppm级的输出稳定度,精准匹配了商业化运行的严苛要求。

更值一提的是,该公司研发的中性束注入加速极电源,为聚变装置辅助加热系统提供稳定高压支撑,直接提升等离子体能量约束时间,而这正是实现“能量输出大于输入”的关键参数。这种核心部件的技术突破,与上游超导材料企业的协同创新,正在构筑中国聚变能源产业的全链条优势。

从EAST到BEST装置,中国聚变能源的突破从来不只是单一装置的胜利,而是整个产业生态从科研到制造的协同进阶,也是国家创新体系在前沿领域的实力彰显。在其背后,正是大批诸如金屹能源这样的硬科技实体,它们作为新质生产力在高端制造领域的具象载体,通过技术攻关将实验室成果转化为工程化能力,成为串联科研端与产业端的关键纽带,为聚变技术从实验迈向商业提供了坚实支撑。

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