2025年核聚变电源行业专题报告：聚焦FRC技术潜力与机遇

核聚变产业生态：政策驱动、技术突破与资本共振

海外核聚变核心动态

2025年海外核聚变在技术突破与资本助推下加速发展。德国W7-X装置刷新等离子体持续时间纪录，ITER明确中长期运行路径，英国实现商业化氚生产。 多国推出重磅投资计划、大额融资及购电协议，商业化进程提速。

海外主要国家核聚变政策要点

2025年全球主要国家密集出台核聚变政策，标志着技术竞争从实验室研发转向产业化布局与监管框架构建。各国以“技术领先+产业落地”为核心，通过政策明确路线、协同资源，加速核聚变从“科研课题”到“能源赛道”的跨越。

国内核聚变技术突破与动态

2025年，国内核聚变领域加速突破，技术与资本协同发力。“中国环流三号”“CRAFT高温超导电流引线”“HHMAX-901主机” 等成果接连涌现，从大科学装置性能到关键部件技术，不断刷新纪录、验证工程化可行性。超百亿级融资落地，为产业商业化筑牢资金根基，推动核聚变加速从科研试验迈向能源应用新征程。

国内核心政策文件及支持方向

2025年，国内对可控核聚变的政策支持形成了清晰的推进逻辑。从国家层面搭建框架，一边通过优化监管流程、完善法律法规筑牢基础，一边聚焦技术研发方向提供明确指引；地方则主动跟进，以具体规划推动技术落地和产业培育。这种“国家定方向、地方抓落实”的联动模式，不再局限于单纯支持科研，而是从全链条发力，为核聚变从实验室走向实际应用铺平道路。

中科院等离子体所采购动态

作为国内核聚变研究的核心机构，中科院近期启动5项关键采购，覆盖激光设备、真空系统、电路装置、磁体及管路部件等维度，服务于核聚变实验的开展，是技术推进的重要硬件保障。 同时，聚变新能也开展了一项采购工作，涉及BEST氚处理中心排放与监测管道、高压氦气管束、紧凑型聚变能实验装置PF磁体研制3个项目，其中高压氦气管束预算367万元。

全球核聚变产业投资全景

2025年全球核聚变投资呈“规模爆发、私人主导、技术多元”特征。累计融资超97亿美元，私人资本89.7亿美元（占比92%），较2021年增长近4倍；美国、欧洲为核心集聚区，中国加速追赶；51家公司中近半数走的是磁约束路径；具体到细分技术路线上，托卡马克（含球形托卡马克）、仿星器和激光聚变路线均为7家，场反位形3家。

将排在前列的12家公司的新增融资金额，按技术路线统计：场反位形（TAE、Helion）融资5.75亿美元、激光（Marvel Fusion、Focused Energy）3.1亿美元、仿星器（Proxima Fusion、Type One Energy、RenaissanceFusion）2.5亿美元、托卡马克或球形环（Tokamak Energy、新奥聚变）1.8亿美元。

核聚变技术突围：FRC破局价值

惯性与磁约束两大主流路径，均面临能量收支与持续约束的核心难题。磁约束输入能量远高于输出，惯性约束难从单次点火迈向持续能量输出，需突破能量高效约束转化逻辑。

极端环境材料开发、氚燃料稀缺及闭环生产，构成核聚变实用化基础壁垒。实用化需攻克三重难题——研发耐1亿℃高温、强辐射且放射性短期衰减的反应堆材料；构建氚自持生产体系（天然氚稀缺难商用）；稳定制备高纯度氘氚靶丸/等离子体燃料，保障反应持续触发。

从实验室到商业电站，需突破高频、长周期稳定运行工程瓶颈。惯性约束缺高频精准激光打靶技术，磁约束需优化等离子体控制并升级抗辐照材料，更要建立“实验-示范-商用”可靠体系，跨越科研到产业的“死亡谷”。

此背景下，科研界也在探索更简洁、高效的约束新路径——场反位形（FRC）。其以无环向场的紧凑磁结构，尝试从原理上规避等离子体不稳定性与能量泄漏，为突破能量约束瓶颈提供新可能。

磁约束核聚变新势力：FRC技术深度解码

FRC技术发展历程

场反位形的研究历史至今逾六十年，其概念最早可追溯至1956年Nicholas C.Christofilos在利弗莫尔国家实验室开发Astron聚变装置概念（旨在通过相对论性电子环E-layer产生反向磁场约束等离子体）。

20世纪50年代后期，科学家在θ箍缩实验里，首次实际观察到了磁场反转现象。

FRC技术原理与特性解析

场反位形是没有环形场线圈的较简单的磁约束系统，内部等离子体产生的反向电流会形成与外部磁场反向的磁场，使得等离子体在形成阶段成为一个自封闭的磁场结构。

在装置中心区域，磁力线形成闭合环路磁场，有效地约束高温等离子体；外部区域中，磁力线两端开放，连接装置壁面，对约束起辅助作用；分界面是内外磁场的交界面，界定了等离子体主要聚集与约束的区域；与传统的环形（托卡马克等）聚变装置相比，直线型设计在几何结构上更加简单，有助于降低系统的不稳定性和工程实现的复杂度。

FRC优势：对比传统磁约束的差异化价值

摆脱外部加热源依赖。FRC装置运用脉冲式放电模式，无需长时间维持等离子体状态。借助内部等离子体环的压缩融合过程，磁能可高效转化为内能，使装置具备出色加热效率，无需中性束注入这类外部加热方式辅助。

抑制宏观不稳定性。相比传统环形设计，FRC 的直线型结构在抑制宏观不稳定性上更具优势。这种结构特性有助于维持等离子体的稳定状态，进而延长其受控时间，为等离子体相关实验与应用创造更有利条件。

高能量效率。等离子体自组织特性减少能量损耗，相同磁场强度下聚变功率输出可达托卡马克的100-1000倍；兼容氢-硼等先进燃料，燃料利用率更高，能量转换效率提升30%。

简化工程化实现。直线型FRC装置的结构设计更为简约，降低了工程实际建造、运行的难度。同时，在装置体积与成本控制上效果显著，能为聚变装置迈向工程化应用，提供具备竞争力的可行路径。

FRC核心支撑：电源系统关键部件探秘

在FRC技术中，电源系统是支撑装置运行、实现磁约束与等离子体调控的核心引擎。其需精准匹配FRC脉冲式放电、磁-内能转化的特性，从能量供给到时序控制，深度影响等离子体约束效果与聚变反应进程。

以采用托卡马克技术路线的ITER为例，其中磁体、容器内部件、建筑和电源系统的成本分别占28%、17%、14%和8%。与托卡马克不同，场反位形装置需要大脉冲电源支撑等离子体加速至超音速碰撞和压缩，对电源依赖程度高。

场反位形无需庞大的环向磁场线圈，磁体用量减少80%以上，装置体积缩小50%，建造成本仅为托卡马克的1/5-1/10；采用铜导线磁体（非超导磁体），运维成本显著降低。因磁体、装置等成本占比大幅压缩，在整体低成本结构中，对运行起关键支撑的电源系统成本占比，相较托卡马克会更为突出。

FRC产业生态：全球代表企业与项目进展

海外标杆：TAE——技术突破与商业化探索

4月15日，美国私营聚变能源公司TAE Technologies宣布在商业化聚变能研发上获重大突破。其最新Norm装置仅用中性束注入（NBI）技术，直接在中心生成、加热并稳定FRC等离子体，摒弃传统装置复杂的等离子体形成段与超音速碰撞流程，使系统尺寸、复杂度和成本降低约50%，助力商业化推进。

Norm持续刷新TAE稳态等离子体性能纪录，其验证的运行模式与组件，将用于下一代原型堆Copernicus。按规划，Copernicus将于2030年代前，验证TAE先进束驱动FRC方案实现净能量增益的可行性，后续2030年代初，推出首个原型电站Da Vinci，推动技术从实验向商业电站落地进阶。

6月2日，TAE Technologies宣布其在最新一轮融资中筹集了超过1.5亿美元的资金，超额完成本轮初始融资目标，公司累计融资规模达到13.5亿美元。

海外标杆：Helion——能源创新实践

2019年Helion建成Trenta原型装置，经两年高频运行（万次高功率脉冲、16个月真空运行），成为首个实现1亿℃（9keV）等离子体的私营机构，后于2023年1月停运Trenta，转建第七代Polaris。Polaris旨在验证小规模电能输出，将成为首台实现“聚变发电”的装置。相比Trenta，其磁场强度更高、脉冲重复频率更快，2024年已启动初始运行。今年2月，Helion Energy宣布计划在华盛顿马拉加建造世界首座核聚变发电厂，预计初始发电容量为50MW并在2028年开始发电，未来可能扩展至250MW。

截至2025年，Helion累计融资超过10亿美元，估值达54.25亿美元。2021年11月E轮融资5亿美元，由OpenAICEOSam Altman领投，E轮融资后估值达到30亿美元；2024年F轮融资4.25亿美元，由Lightspeed Venture Partners、软银愿景基金2期等顶级风投领投，OpenAI CEO山姆·奥特曼连续五轮跟投，个人累计注资超过3.75亿美元。

海外标杆：普林斯顿微型反应堆技术获美国国防部认可

7月25日，美国普林斯顿卫星系统公司（Princeton Satellite Systems，PSS）宣布其已经通过了美国国防高级研究计划局（DARPA）的“快速研究实施系列（ERIS）市场”评估，获得“可授奖”（“Awardable ”）资格。意味着该公司的“Starfire ”核聚变微型反应堆技术达到了可被政府客户授予合同、资金支持或项目合作的标准。

PSS 此次入选的是其“Starfire ”核聚变微型反应堆方案，该方案优势显著。它运用专利射频技术与线性磁铁阵列构建 FRC，较传统磁约束装置尺寸大幅缩减，建造更便捷；采用氘-氦3燃料，几乎无有害中子，能减少屏蔽材料使用，降低放射性影响，延长设备寿命；研发成本仅为小型模块化裂变反应堆及其他大型核聚变方案的1/10至1/100。PSS总裁Michael Paluszek表示， “Starfire ”有望革新离网供电、军事前沿供电、救灾、太空推进与能源供应等多个领域，满足美军任务的关键需求。

报告节选：

编辑：火腿肠