可控核聚变发电技术作为一种清洁能源，具有能量密度高、功率大、原料来源广泛和安全性较裂变发电更高等优势，因此得到世界各国的重点关注和持续研究。近期一些可控核聚变技术突破的进展，如美国国家点火装置（NIF）分别于2022年12月和2023年8月的两次点火实验实现了能量净增益，为各国在可控核聚变在能源领域的商业化实现提供了信心。各国政府也在加紧制定聚变能相关政策与部署配套的研发计划，如英国、日本两国政府分别于2021年10月和今年4月公布了本国的聚变能国家战略，英国政府还于2022年11月和今年9月两次宣布投入资金，以支持英国核聚变战略相关的研发计划，助力英国核聚变战略目标的实现。 本文重点调研与梳理了2020年以来，美国、欧盟、英国、日本及国际原子能机构等国家、地区和组织的聚变能战略布局情况，涉及的发布机构包括美国白宫科技政策办公室、能源部科技办公室，英国政府、原子能管理局、英国商业、能源和工业战略部，日本内阁府，国际原子能机构等，以供聚变战略制定与科研人员参考。 一、战略政策 1、美国 2020年12月，美国能源部（DOE）聚变能源科学咨询委员会（FESAC）制定并批准了一份新的聚变能源和等离子体科学研究的长期计划报告，报告题目为《为未来提供动力：聚变与等离子体》。该报告是美国聚变研究的首个长期战略路线图，提出了美国核聚变项目未来数十年的若干优先事项，包括在2040年前为聚变试点工厂建设科学和基础设施，建立聚变材料研发实验设施，对创新技术进行投资等。除了国际ITER项目和国家橡树岭实验室准备建设的材料等离子体辐照实验（MPEX）外，报告还建议对用于开发紧凑型托卡马克基础的排气与约束一体化托卡马克装置（EXCITE）进行投资。 在2022年3月召开的主题为“为商业聚变能源制定大胆的十年愿景”首次聚变能源主题的白宫峰会上，拜登-哈里斯政府宣布了三项新举措，包括：①制定一项十年战略，以加快实现商业聚变能源；②能源高级研究计划署（ARPA-E）设立首席聚变能源协调员；③为推进聚变发电中试工厂的研究提供资金，将支持与未来聚变中试工厂的高度优先问题相关的基础科学和技术研究，包括等离子体建模、相互作用和控制。同年11月，由白宫气候政策办公室、科技政策办公室和管理与预算办公室联合发布的《美国创新以实现2050年气候目标》报告又将大规模聚变能源列入“推进游戏规则改变者倡议”中提出的颠覆性创新研究的五个近期目标之一。 2、英国 英国是全球首个发布国家聚变战略，并通过立法以确保安全有效地推出聚变能源的国家，其商业、能源和工业战略部（BEIS）于2021年10月发布了《迈向聚变能源：英国聚变战略》和《迈向聚变能源：英国政府关于聚变能源监管框架的提议》。英国的聚变战略包括两大总体目标：①通过建造一个能够接入电网的聚变发电厂原型，示范聚变技术的商业可行性；②建立世界领先的英国聚变产业，在随后几十年里向世界各地输出聚变技术。 其实，在当年较早时候，BEIS下属的监管地平线委员会（RHC）和英国原子能管理局（UKAEA）就分别发布了可控核聚变相关的可控聚变监管路径实现报告与聚变能材料的路线图。在当年6月发布的《监管地平线委员会：关于聚变能源监管的报告》中，RHC建议保持由英国健康与安全执行局（HSE）和环境署（EA）制定的现行的用于核裂变监管方法作为聚变能源的监管框架，不必为聚变制定更严格的监管措施，由两部门牵头制定适合于聚变的法规即可。在UKAEA与亨利·罗伊斯先进材料研究所发布的开发聚变能材料的路线图中，强调了为未来聚变发电厂提供材料所需的五个主要工作领域，即①将聚变发电厂结构中的活化量降至最低的新型材料；②可在发电厂内用于优化氚燃料增殖以维持聚变过程的化合物；③耐聚变反应辐射的磁体和绝缘体，尤其是在低温条件下的；④在高操作温度（超过550摄氏度）下，能够在中子轰击下保持强度的结构材料；⑤聚变材料的辐照样本数据和建模预测。 除了上述战略之外，UKAEA还在2022年7月公布的可持续性战略中概述了以节能和对环境负责的方式进行聚变研究的承诺。UKAEA将致力于设计和建造2023年1月1日后完工的新聚变设施建筑，以符合BREEAM设计评级（BREEAM是世界上建立时间最早,使用最广泛、公认最为客观和全面的绿色建筑评估、评级和认证标准之一）和净零运营碳排放标准，重点关注聚变设施的可持续性。 3、日本 2020年1月，日本政府发布《革新环境技术创新战略》强调要研发重点能源重点技术，其中包括聚变能源技术。对于聚变能，该战略指出，日本的战略目标是使国际热核实验堆（ITER）项目和其它采用更广泛方式途径（BA）开展的聚变项目活动稳步推进，以期在本世纪实现商业化。技术发展方面，该战略指出：①将通过开发加热装置和远程维护装置等主要设备来建立日本负责ITER项目设备的制造技术；②利用先进的超导托卡马克装置“JT-60SA”进行高压等离子体产生和控制的研发，以验证核聚变发电的安全性、可靠性和经济性；③从海水中收集锂和使用锂生产氚的技术进行研究和开发，为包括聚变中子发生器和燃料在内的测试设施做准备，这些设施将用于开发和评估具有抗聚变中子耐久性和低活化性能的结构材料和其他材料；④促进对螺旋法、激光法和其他创新概念的研究，以确保可控聚变技术的多样性⑤开发人力资源，培养从事可控核聚变长期研发和商业化的年轻研究人员。 2023年4月，日本政府发布《聚变能源创新战略》，提出了核聚变能源商业化的十年愿景愿景，表示要充分利用技术优势抓住市场胜算，有必要促进日本私营企业的进一步参与，并促使工业界、学术界和政府合作，努力实现聚变能源商业化愿景。为达成这一目标，该战略从发展聚变产业、发展聚变技术、构建促进聚变能源创新战略的框架、聚变人才培养等方面对于具体愿景进行了阐述。在发展聚变产业方面，为提高企业的可预见性，日本内阁府将针对产业需求可视化相关技术，绘制技术蓝图和产业蓝图；在发展聚变技术方面，将强化支持政策，使小型化、高度化的独创性新兴技术稳步推进ITER和BA项目的开展以及推进原型反应堆（DEMO）开发行动计划；在构建促进聚变能源创新战略方面，日本内阁府将成为聚变战略实施的指挥中枢，具体研发工作则由在量子科学技能研究开发机构（QST）设立的核聚变技术创新基地负责，以集结学术界以及民间企业共同从事研究开发；对于聚变人才培养方面，产学官合作有计划地培养从事核聚变工作的人才，为增加人才基数，在强化日本国内大学等人才培养的同时，还要从其他领域和其他国家引进优秀人才。 4、德国 2023年6月，德国教育与研究部（BMBF）以及马普等离子物理研究所（IPP）联合发表了题为《聚变研究立场文件》的报告，概述了磁约束聚变和激光惯性约束聚变研究中的行动领域和可能的战略导向措施，其将成为德国教育与研究部制定新聚变筹资方案的基础，同时也是德国国家聚变研究的战略重新定位以及通往第一座聚变发电厂的基础。报告指出，为了实现德国的聚变崛起，需要培养优秀的年轻科学家，为此，必须加强大学在面向聚变的等离子体物理学方面的教育，特别是在相应的工程领域的教育。同时，需要保持德国的相关研究设施是最新的，聚变研究是全球最前沿的，以吸引年轻研究人员加入可控核聚变研究。报告还对可控核聚变商业化提出了一些设想。报告认为需要考虑制定一套规则，根据这些规则，促进聚变发电厂的建设审批流程的开展。聚变发电厂不应当是由研究实验室单独建造的，需要吸引企业，尤其是新初创企业的加入。 5、小结 进入21世纪第二个10年，可控聚变能得到了各国政府战略层面的高度关注，英国和日本分别制定了本国的聚变战略政策，美国也在加速其国家级聚变战略的制定。从各国战略报告、路线图的内容来看，聚变能的商业化路径研究，监管方案的制定，相关材料的开发和人才培养等方向是各国在可控聚变领域关注的重点。 二、项目计划 1、美国 2020年至2023年，美国能源部DOE及其下属的ARPA-E和科学办公室推出了数十个项目以推进聚变能研究，方向主要涵盖针对球形托卡马克装置、仿星器装置的研究，等离子体相关研究以及人工智能技术在聚变能领域的应用。其资助信息如下表所示。 时间 资助额度（单位：美元） 资助研发方向 2020.02 5000万 （1）在美国和国际设施中研究聚变能，重点关注球形托卡马克的应用。（2000万，来自科学办公室项目）（2）具有商业吸引力的核聚变所需的一系列技术。（3000万，来自ARPA-E和科学办公室联合项目） 2020.03 3000万 （1）利用人工智能和机器学习方法预测关键等离子体现象、管理设施运营以及通过数据科学加速发现等主题。（1700万）（2）基础聚变理论研究，包括计算机建模和模拟，重点研究影响聚变反应堆中受磁场限制的热等离子体行为的因素。（1300万） 2020.03 300万 热等离子体测量和监测研究 2020.04 3200万 开发及时的、商业上可行的聚变能源，以增加低成本聚变概念的数量和性能水平 2020.04 1200万 聚变能和等离子体科学的量子信息科学（QIS）研究 2020.08 2100万 为国家球形托卡马克实验升级（NSTX-U）开发新诊断仪器 2020.08 2100万 支持聚变能源的人工智能和机器学习研究 2020.09 2900万 （1）聚变等离子体和工厂平衡之间的技术、材料、超导磁体和燃料循环子系统。（2）成本效益高、高效、高占空比的电气驱动器技术。（3）交叉领域，如新型聚变材料和用于聚变相关材料、部件的先进增材制造，以及它们的成本效益放大。 2020.09 1700万 国家球形托卡马克实验升级（NSTX-U）相关研究 2020.11 4200万 资助美国科学家利用德国和日本的仿星器聚变能源设施进行研究 2021.04 1100万 聚变和等离子体科学相关的量子信息科学 2021.07 6400万 资助美国科学家利用德国和日本的仿星器聚变能源设施进行研究 2022.03 5000万 支持美国科学家在全球各地的托卡马克和球形托卡马克设施上开展聚变能科学实验研究 2022.09 5000万 支持营利性实体与国家实验室、大学及其他机构合作，设计聚变试验工厂，推动聚变技术的重大更新，实现聚变的商业化发展 2022.09 4700万 支持美国科学家在全球各地的托卡马克和球形托卡马克设施上开展聚变能科学实验研究 2023.05 4500万 惯性聚变能源研发 2023.08 1.12亿 促进聚变、应用数据以及计算机领域科学家之间的合作，利用高性能计算机展开聚变科学计算研究 除了上述项目以外，能源部还多次通过聚变能源创新网络计划（INFUSE），资助与私营企业合作的项目。这类项目的项目周期为1-2年，资助额度在50000美元至500000美元之间，具体额度取决于私营企业与合作的美国能源部国家实验室之间签署的合作研发协议。 2、英国 英国十分重视对于其聚变研究与人才的培养。2020年11月，英国政府正式公布“绿色工业革命”十点计划，在绿色金融和创新计划中提到投资2.22亿英镑用于球形托卡马克能源生产（STEP）计划，支持到2040年在英国开发世界上第一个商业上可行的聚变发电厂；投资1.84亿英镑用于新的聚变设施和基础设施建设以及人才培训。 为了配套其聚变能国家战略，英国政府分别于2022年11月和今年9月两次宣布投入资金进行支持。2022年11月，英国政府承诺为聚变能研究提供1.26亿英镑，其中4210万英镑用于核聚变产业计划研究，8400万英镑用于支持欧洲联合环（JET）托卡马克运营。2023年9月，英国政府又宣布作为去年11月计划的补充，计划在2027年之前投资高达6.5亿英镑，用于支持①建设新设施，特别是发展新的聚变燃料循环能力和支持创新；②开发新的聚变技能包，以确保发展实现聚变战略所需的技能和能力；③进一步支持加强国际合作项目；④加快聚变商业化的其他措施，包括推进英国世界领先的用于能源生产的球形托卡马克计划。 除此之外，在今年初，UKAEA还加强了与本国、国外企业、大学、国家实验室的项目合作，如在2月，UKAEA投资310万英镑，与18个组织签订合同，推进聚变能源的商业化实现；3月，UKAEA与美国能源部橡树岭国家实验室开展为期5年、耗资300万英镑的合作项目，推动未来聚变发电厂新材料开发。此外，还与谢菲尔德大学、日本京都聚变工程公司签署合作协议，开发聚变相关技术与材料。 3、欧盟 2021年，欧盟委员会发布《欧洲原子能共同体2021年—2025年研究与培训计划》，以补充“欧洲地平线”计划。研究与培训计划开展周期将从2021年1月1日持续到2025年12月31日，资金预算为13.8亿欧元，资金将用于支持核聚变研究，进一步提高核安全和辐射防护，以及核技术的非动力应用研究。在核聚变方面，工作计划将为欧洲核聚变能源发展联盟（EUROfusion）制定清晰战略，旨在确保国际热核聚变实验堆（ITER）项目的成功实施并推进示范发电厂的准备工作。 4、国际原子能机构 国际原子能机构今年来发布了多项与聚变研发相关的合作项目邀约，如寻求惯性聚变能源材料研究和技术开发项目合作，旨在开发基本聚变材料和反应堆技术，推动聚变能源商业化；寻求聚变相关材料中的氢渗透项目合作，目标是提供有关聚变相关的容器内材料的氢渗透的评估实验数据，将这些数据用于聚变相关条件下氢渗透建模代码的基准测试；寻求聚变应用的小样本测试技术项目合作，旨在小样本测试技术的全面标准化奠定基础；寻求人工智能加速聚变研发项目合作，旨在实现的目标：利用人工智能方法进行实时磁聚变能（MFE）系统行为预测、识别和优化；使用人工智能方法通过模拟、理论和实验理解惯性聚变能量物理（IFE）；确定来自MFE和IFE数据的图像数据库对于人工智能驱动应用的可行性；加速社区参与和能力建设。 5、小结 从各国家、地区、组织的项目计划支持方向来看，基于球形托卡马克聚变装置、仿星器聚变装置的聚变相关研究是英美等国家的关注重点，包括相关的聚变材料的开发。此外，支持聚变能源的人工智能方法的研究也是重点关注的方向。值得注意的是，许多项目涉及了私营企业的参与以及私营企业与国家实验室、大学等机构的合作，这也是国外聚变项目计划资助的一个显著特点。

10月6日，澳大利亚矿物委员会发布了《澳大利亚小型模块化反应堆》研究报告。该报告分析了三种小型模块化反应堆（SMR）的设计及其在澳大利亚的潜在用途。

10月1日，英国政府发布《面向聚变能源：英国政府聚变能战略》，阐述了英国如何利用科学、商业和国际领导地位来实现聚变能源的交付，该战略有两个总体目标。

9月17日，英国兰卡斯特大学研究了利用乏燃料产生的辐射来生产可再生燃料添加剂丙酮缩甘油的方法。

9月1日，哈萨克斯坦总统托卡耶夫在年度国情咨文中指出，哈萨克斯坦已提出到2060年实现碳中和的目标，应当务实加以推进，随着煤炭时代走向终结，除了可再生能源，还有必要考虑发展其他可靠的电力来源。

9月1日，世界核协会发布了《世界核能运行报告2021》指出，受新冠疫情大流行的影响，2020年全球电力总需求下降了约1%。

7月，英国机构针对核能减碳、核能制氢、能源安全相继发布多份报告，聚焦核能在减碳方面的关键作用。