1月15日，在廣東省深圳市舉行的第17期科技創新院士報告廳中，中國工程院院士、中國工程物理研究院科技委原主任彭先覺圍繞“核聚變與未來核能”進行演講，并表示聚變能應用的出路在于聚變和裂變的結合。

當前，全球能源界正經歷一場前所未有的“可控核聚變熱潮”。然而，在資本追逐與技術愿景的喧囂背后，商業化落地的“最后一公里”依然迷霧重重。面對全球能源轉型可能出現的電力缺口，如何尋找更可靠、更經濟、更安全的聚變能商業落地方案?

第17期科技創新院士報告廳中，彭先覺院士圍繞“核聚變與未來核能”進行演講。彭先覺院士對當前主流的兩大核聚變技術路線(磁約束聚變與慣性約束聚變)進行了分析，并指出無論是哪一條路線，在邁向商業化的道路上都面臨著障礙。

據了解，在磁約束聚變中，目前全球最大的國際熱核聚變實驗堆采用這一技術路線。雖然磁約束路線在等離子體物理研究上已經走了很遠，但在物理上還存在不確定性。從工程角度出發，亦面臨很難逾越的耐輻照材料和氚自持瓶頸。

而在慣性約束聚變方面，以美國的NIF裝置為代表(采用巨型激光器，驅動約1毫米直徑燃料小球，實現慣性約束熱核聚變)。慣性約束方案可緩解磁約束的耐輻照材料難題，但這一類激光器的能量轉換效率目前還很低，走向能源存在很大不確定性。另外，氚自持的困難也很難解決。

彭先覺院士將目光投向了Z箍縮的技術路線。Z箍縮，又稱為電磁驅動，采用大型脈沖放電裝置，驅動約1厘米直徑燃料小球，實現慣性約束熱核聚變。其聚變同樣屬于慣性約束的一種，相比激光驅動的慣性約束路線，能量轉換效率要高得多，輸出能量也要大很多。但如果是做“Z箍縮純聚變”的能源系統，一臺百萬千瓦電站需要十余個聚變裝置并聯運行，從經濟角度看依然行不通。氚自持同樣很難實現。

針對純聚變難以逾越的瓶頸，彭先覺院士團隊突破性地提出“Z箍縮聚變裂變混合堆(Z-FFR)”技術路線：充分利用裂變，突破純聚變能源規模難做大、氚自持很難實現的困局;同時利用聚變技術，巧妙地解決裂變堆在安全性、放射性廢物、鈾釷資源利用率等方面的瓶頸。據彭先覺院士介紹，在Z-FFR架構中，聚變性能足夠優越，由此裂變部分可以使用最簡潔、最安全的方式將聚變產生的能量規模實現擴大，同時將高能中子對材料的輻照強度有所降低。這“一升一降”之間，為未來可控核聚變能源的商業化落地開辟了一條切實可行的路徑，這是未來核能發展的必然之路。

彭先覺院士在演講中簡單估算了一筆“經濟賬”，若采用Z箍縮技術路線建設一座100萬千瓦級的純聚變電站，其造價規模高達250億美元，對于能源系統而言經濟上完全沒有競爭力。而在“Z箍縮聚變裂變混合堆”的技術路線下，同樣建設一座100萬千瓦級的電站，當前建造成本可大幅壓縮至約30億美元，實現規模化生產后，這個數字將來可能還會降得更低。

演講的最后，彭先覺院士給出Z箍縮聚變裂變混合堆路線的產業化時間表，預計2035年左右可建成百萬千瓦示范電站，并有很大可能在2040年左右實現商業應用。

科技創新院士報告廳第17期活動由深圳創新發展研究院、中關村產業轉型升級研究院、深圳企聯等機構共同主辦。