对话清华大学谭熠：可控核聚变，真的不用再等50年了_风闻

来源：搜狐科技

搜狐科技《思想大爆炸-对话科学家》栏目第132期，对话星环聚能创始人、首席科学家、清华大学工程物理系副教授谭熠。

嘉宾简介

谭熠，清华大学工程物理系副教授、博士生导师，星环聚能创始人、首席科学家。主要从事磁约束受控核聚变的实验研究和工程技术开发，以及新概念核聚变方式的探索，是SUNIST/SUNIST-2球形托卡马克装置的负责人。

划重点

1.核聚变“10年商用”是有依据的，未来几年，会有新的聚变装置产生的重要成果出现。

2.需求牵引、AI发展造成电力需求激增、技术方面进步等因素，带来了聚变“热”。

3.如果聚变堆足够便宜，度电成本可能不到1分钱。

4.未来会不断地建设性能更高的装置，一步步走向量产的聚变电站。

可控核聚变，这个被视作“人类终极梦想”的能源，正在被推向热钱与商用的十字路口。

近两年，全球聚变赛道突然“热”了起来，从微软到谷歌，从比尔盖茨到山姆·奥特曼，接连投出数亿美元融资，中国也有星环聚能、能量奇点、新奥集团等企业获得资本青睐或使用自有资金开展聚变能研发。

但热潮之下，质疑从未停歇。“核聚变？再等50年吧。”这句流传多年的调侃，至今仍是行业内外的普遍印象。

有人质疑，资本涌入更多是概念炒作。毕竟从实验室到商用电站，中间隔着从科学到工程的天堑。也有人直言，所谓“10年商用”不过是创业者的乐观预期，连最顶尖的科学家都不敢打包票。

就在这样的争议中，谭熠带着团队用279天完成聚变装置的建设，闪电般的速度令世人瞩目。

这位在核聚变领域深耕二十余年的科学家，试图用技术细节与行业洞察，回应那些关于“时间”与“可能性”的追问：可控核聚变，真的不用再等“50年”了。

对“2027年Q值大于1”有信心

初见谭熠，他背着黑色双肩包，脚步匆匆，刚从清华大学赶来，等交谈结束后还要折返，继续投入为聚变行业招纳新人的工作。

“从以往业绩看，整个团队的效率是相当高的，我们对2027年Q值（能量增益）大于1有信心，但实现聚变发电毕竟是一项极其复杂的挑战，没有人能百分之百保证不会出意外，万一出了差错，能把原因找出来，把解决方案摆出来，大家也可以接受。”

这并不是谭熠在为自己找退路，核聚变本就是“从0到1”的探索，没人能100%打包票。

“我们现在的投资方也都是成熟的风险投资，对这种不确定性都有认知，就算达不到预期，也会尊重科学规律。”

在清华大学时期，星环聚能技术路线的方案原型就因直击托卡马克装置的核心痛点与未来发电的关键问题，获得了国家自然科学基金的支持。之后，顺为、昆仑等商业风投，及中科创星等政府背景的资金也接连进入。

星环聚能正在建设的一号装置——星环一号，有望实现Q值大于1。这样一个具有聚变意义的、可彻底验证工程可行性的装置，其12亿元的总投入，虽远低于传统托卡马克动辄百亿、千亿的规模，但核聚变研究周期长、不确定性高，要说服投资人，也没那么轻松。

“我跟人家讲预计2030年代就能实现并网，他们大吃一惊，反问我说：你们不是还需要50年，怎么10年就够了？”

谭熠感受到，现阶段聚变研究从资金到工作状态，跟2020年之前完全是两重天。他相信，这一波2020年左右大幅涌入的资金，会慢慢变为一个个实验装置。

“2027或2028年会看到非常多的成果出现，到时大家就会意识到，我说的‘10年左右’确实是有根据的。”

“星环聚能现在做的事情，往大了讲，是如何快速地、经济地实现聚变能。更具体来讲，包括了了解等离子体的行为，实现更好地控制和加热，制造更强大的磁体和电源，发展先进的探测手段，构建高效的操作系统，以及利用AI快速提升性能等。”谭熠如是说。

三大因素催热全球聚变

星环聚能核心团队多来自清华工程物理系。每每谈到团队，谭熠都很欣慰，“当时在清华大学实验室里大家就有许多‘奇葩’想法，比如会大胆采用从来没人用过的线圈炮方式驱动探针至世界最快速度，或者采用弯玻璃管的方式实现匪夷所思的毫米波传输。”

虽然正三角球形托卡马克有很多好处，但工程上也存在很多麻烦，之前出现过的很多事故都集中在中间最狭窄的区域，所以谭熠和团队创新性的提出将负三角等离子体与球形托卡马克结合的方案，结果发现负三角可以大幅缓解球形托卡马克的很多麻烦。再加上国外的一些实验证实负三角在密度方面甚至能超过正三角一倍多，这种设计非常有吸引力。

于是，在无参照标准下，团队采取了这种“颠覆性”的方法，即将建设的NTST装置，有望成为全球首个原生的负三角球形托卡马克。

相比于东方超环（EAST）这种“大国重器”，星环聚能的装置更像是“用最小成本试错未来”的创新沙盒。

“EAST作为国家性的大科学装置，在为整个人类的核聚变做贡献，我们希望对托卡马克运行的基础进行创新，解决价格贵、结构复杂、效率不高、内部电力消耗大等痛点问题。”谭熠如是说。

在谭熠看来，国家队和他们有着不同的技术路线、管理方式和资金来源，有很好地互补效果。

国家队更像是“大投入、低风险”，而他们是“小投入、高风险”，但如果没有国家队打基础，他们也没办法创新，谭熠发自内心地感谢国家队。

除了国家队，许多新公司也纷纷入局。近几年，无论是在中国还是硅谷，大量的资金和人才都涌了进来。

谭熠分析，三大因素推动聚变行业升温。

“首先是需求牵引，气候变化让我们不得不去寻求除化石燃料外的方式，但现有核电站受条件限制，无法满足现在占比60%的化石燃料所贡献的电力需求，但是聚变可以填补这部分空缺。”

其次，AI的发展造成电力需求激增。另外技术进步让聚变堆成本更低、周期缩短，吸引更多风险投资入场。

“新公司涌入是好事。”在谭熠看来，尽管新玩家的技术路线“五花八门”，但多一种尝试，人类实现聚变能的可能性就大一分。更重要的是，行业竞争推高了人才待遇。现在，聚变领域博士工资也非常具有吸引力。

“如果聚变堆足够便宜，度电成本可能不到1分钱”

谭熠和团队核算过度电的成本。聚变电站和燃煤电站截然不同的地方，就是燃料成本几乎为0。“如果把聚变堆建造的足够便宜，度电成本可能不到1分钱。”

但他也坦言，现阶段要达到这个目标还很难。按传统大托卡马克路线，一个百万千瓦的电站造价可能要上千亿，算上5%的利息，度电成本降不下来，“至少要1块多。”

星环聚能的破局思路，藏在技术细节里。基于高约束性能的高温超导强磁场球形托卡马克，他们用磁重联高效地加热等离子体至发生聚变反应，并以类似内燃机的方式多冲程运行。

这种“多冲程循环”运行，像发动机一样间歇爆发，但有声音质疑“脉冲运行不实用”。

谭熠对此有不同理解：“托卡马克天然就是脉冲工作的装置，如果硬让它长时间稳态工作，不仅需要加装大量电流驱动系统，还会持续消耗电功率，整体代价巨大。”

从聚变发电的经济性角度出发，这笔“经济账”也是值得的。但这也给谭熠和团队带来了其他问题，比如周期性的热应力、电磁应力的问题，好在他们找到了解决办法。

“脉冲工作可以配合储能或两个堆交替运行，都可以持续输出能量，就像汽车发动机也是脉冲工作的，车辆照样可以平稳前进。”他补充道。

眼下，高温超导和AI，也在为聚变研究加速。他们团队目前很大一部分精力就集中在把高温超导带材变成一个聚变装置上的磁体，而AI的研究方式天然就跟聚变或等离子体物理有相似之处，能解决复杂的控制和测量等问题。

磁约束装置里的等离子体太复杂了，电子和离子电荷相同，质量却差 1800 倍，运动规律截然不同，还有平动、转动、非热平衡、跨时空尺度等问题…… 物理方程虽简单，却几乎解不出来。

谭熠说，做聚变的人早就在通过数据驱动找规律，AI 让这个过程快了不止一倍。

未来的路线图也已清晰：星环一号实现Q值大于1的目标；星环二号将加装发电设施，具备示范发电能力；再往后，就是成熟的量产电站了。

“虽然很早就知道核聚变很厉害，但并不是从小就树立了投身核聚变的伟大梦想。”谭熠当年申请清华博士时，恰好碰上工物系聚变实验室开始招生，再加上了解到核聚变专业涵盖机械、电力、电子、编程等他非常喜欢的工作内容，才误打误撞入了行。20多年过去，这份偶然早已成了执念。

从传统学术圈的“光头副教授”（他自嘲“论文不多、也没帽子”），到科技成果转化的探路者，谭熠的选择恰是聚变领域的缩影：用一个个“279天”的速度，把“终极梦想”拉进现实。