深度长文：美国核聚变点火“成功”对中国能源产业的战略启示
* “中美友好互信合作计划”是由复旦发展研究院和丰实集团共同打造的中美关系研究的学术平台
【编者按：本文的简略版本曾在澎湃新闻发布，但因版面原因略去了技术细节和企业案例分析。我们特此发表全文，以飨读者。】
内容摘要：美国核聚变点火实现能量净增益，预示核聚变能源革命临近。不过，美国核聚变点火“成功”不仅面临成本约束，更面临国内政治经济既得利益斗争的桎梏。研究表明，美国民主党政府以核聚变点火“成功”为政绩，是为说服共和党占多数的众议院增加财政预算，从而支持清洁能源产业化的发展。但是，受制于两党政见分歧、财政支持力度不足、政企信息不对称等内部矛盾，美国核聚变能源产业化仍然面临长期考验。基于美国教训，研究指出中国核聚变产业化面临的外部冲击、技术颠覆式进步、发展不平衡等隐患。因此，中国应着手规划“能源强国”产业发展战略，以避免美国的覆辙。
关键词：核聚变点火 惯性约束 产业化 美国政治 能源强国
美东时间2022年12月13日，美国能源部宣布核聚变点火“成功”。换言之，核聚变反应产生的能量首次超过聚变点火输入能量，实现能量净增益。美国能源部将这次点火“成功”视为通向聚变商业发电的里程碑式技术突破。
如何认识美国核聚变点火“成功”？对此，中国国内各界给予高度关注并提出三种主要观点。第一，“技术探索论”认为，点火实验虽然“成功”，但仍不足以支撑核聚变能源商业化，所以点火“成功”在技术层面的意义远大于商业意义，因此主要为美国探索技术路线服务。第二，“核武威慑论”认为，美国核聚变点火实验是“改头换面”的核试验，甚至是试探核道德边界的危险举动，因此主要为美国保持核武威慑服务。第三，“中国竞争论”认为，美国政府高调宣布点火“成功”是为了与中国竞争核聚变科技发展的领导权，因此主要为美国夺取对华科技优势服务。
这三种观点虽然具有启发性，但尚未关注到美国政局博弈对其核聚变政策的影响。我们的分析表明，点火“成功”对美国的政治意义远大于技术意义和商业意义。目前来看，美国的核聚变点火技术完全达不到商业发电水平，还难以撇清核武器实验的嫌疑，更不具备保持对华优势的绝对实力。即便如此，美国政府仍然面向参众两院高调宣传点火“成功”，说明拜登政府的主要目的是将点火“成功”作为说服国会加大财政拨款的政绩。但是，共和党和民主党对核聚变政策仍存在重大分歧，导致美国对核聚变支持的政策重心始终摇摆不定。再加上，美国国会批准的财政资金尚未达到业界对核聚变商业化设想的投资目标。更何况，在新能源产业化过程中，美国始终面临政府和企业的信息不对称问题，政商勾结因此滋生。综合来看，美国的核聚变产业化不仅面临一系列关键技术瓶颈，更面临潜在的重大信任危机，因此短期内很难成功。
即便如此，美国核聚变“点火”成功仍然极大地鼓舞了美国科创资本积极布局能源关键技术链、产业链、价值链，这对中国能源产业具有重要的战略启示。与美国相比，中国在核聚变产业化方面正面临三大迫切问题。第一，应警惕美国点火“成功”对全球资本和国内社会资本产生的煽动作用。第二，应看到技术进步不断降低民营企业进入核聚变领域门槛的客观趋势。第三，应注意中国核聚变产业化过程中的三种不平衡隐患。首先，快堆和聚变堆在产业化和商业化上的进步速度不平衡。另外，国内创业公司和上市公司在核聚变产业链上的起点不平衡。再者，社会资本和国有资本对核聚变产业融资的叙事能力不平衡。这些重大问题很可能会影响中国核聚变产业化的稳定健康发展。因此，中国迫切需要设计一个综合、协调、可持续的能源发展战略，积极稳妥地推进核聚变产业化。
我们提出，中国应着手规划一个国家级的能源强国发展战略。能源强国战略当然应纳入核聚变产业化议题，但更要特别关注国家能源总体安全，鼓励科研技术渐进式和颠覆式并重的包容式进步，推进能源-资本-所有制的平衡稳定发展。为此，中国应立足“3060”双碳目标，构建多能互补的能源发展格局。立足安全稳妥，推进核电发展。立足社会主义市场经济体制，发挥国有资本的主体作用和社会资本的创新潜力。
本文下面分三节。第一，结合“技术探索论”、“核武威慑论”和“中国竞争论”的主要观点，分析美国核聚变点火引发的重大质疑。第二，结合美国国内政治格局以及美国核聚变的科技发展政策和产业扶持政策，讨论美国政府高调宣布核聚变点火“成功”的内在政治逻辑。第三，分析中国核聚变产业所面临的外源性冲击、技术颠覆式进步、发展不平衡隐患等三大迫切问题。第四，提出“三个立足”的简要政策思路，推动能源强国战略的规划起步工作。
一、不充分的“成功”
中国应注意美国推动核聚变点火实验的重要目的是促进核聚变产业的市场化，鼓励科创资本积极投资核聚变市场。不过，虽然美国能源部高调宣布这次核聚变点火实验是一次“里程碑式技术突破”，但无论从技术上还是商业价值上，将这次点火包装为“成功”实属勉强。另外，这次点火利用了美国研究核武器的国家实验室设备，由此增加了国际社会对美国规避《全面禁止核试验条约》并进行氢弹物理核试验的担忧。再者，美国在核聚变装备制造方面仍然面临工程技术制约以及中国自身快速科技进步的挑战，这让点火“成功”是否会提升美国对华的科技优势也呈现疑问。
从这些方面看，这次点火是不充分的“成功”。不仅如此，这样的“成功”甚至还要加上问号。具体讲，点火“成功”至少存在至少引发了三重质疑，包括技术成本质疑、核道德质疑、对华优势质疑。
1.亏本的点火技术
点火“成功”是否意味着这项技术实现了商业盈利呢？远远不是。实际上，这项实验室技术能否成功转化为商业用途仍然存在巨大疑问。
支撑点火“成功”的关键证据是能量净增益，即核聚变反应产生的能量超过了聚变点火输入能量。在这次实验中，美国科研团队利用脉冲激光向实验氘氚靶丸输入了2.05兆焦耳的能量，产生了3.15兆焦耳的聚变能量，能量增益达到1.5倍。看样子，能量净增益确实实现了。但是，这个能量净增益只考虑了输入能量，没有考虑产生这些输入能量所需要的能量总消耗。
实际上，为了产生输入所用的脉冲激光，点火装置共需要消耗超过300兆焦耳的能量，结果才换取得了3.15焦耳的聚变能量。结算下来，总和能量转换比率还不足百分之一。与之相比，民用发电厂的能量增益率则要求输出能量为输入能量的30倍到100倍。也就是说，民用发电厂的能量增益水平不仅远高于点火的能量增益水平，更让点火的总和能量转换比率相形见绌。所以，无论从能量增益率还是从总和能量转换率的标准看，这次点火的能量转换效率距离民用发电厂的标准还有很大差距。
另外，单次点火的经济成本仍然极为高昂。目前，仅一次点火就需要花费10万美元以上。问题是，根据美国能源部的评估，维持商业发电能力至少需要每秒点火10次。[1]按目前的成本，这样的核聚变电厂在点火这一项每秒就至少花费100万美元，这还没有考虑其他运营成本支出。所以从运营总和成本角度讲，点火技术仍会导致巨额亏损。
即使美国能够承受如此高昂的点火成本，点火的工程效率也无法满足商业化要求。仅仅为实现一次点火，美国科研团队需要数百小时建设、调试并运行点火装置。其中，点火激光器的充能就要花费很长时间。点火后，还需要花费更长时间分析数据，总结工程经验。这样的工程效率虽然体现了美国研究团队扎实严谨的科研作风，但还是达不到保持每秒至少10次点火的工程效率要求，也就无法支撑民用电厂规模的可持续发电能力。
那么，如此高昂的经济成本和扎实严谨的工程效率是否能让点火装置产生出民用电厂规模的巨大能量呢？答案也是否定的。实际上，占地3个标准足球场大小的点火装置在本次“成功的”实验中只产生了3.15兆焦耳能量，不到0.9度电，仅够一个60瓦灯泡点亮不到15小时。这样捉襟见肘的发电量当然难以达到民用电厂规模的发电能级。
仅从这些公开可得信息来看，美国的点火技术目前仍然面临能量总消耗大、能量增益效率不足、单次点火成本极高、点火不可持续、输出能量孱弱等重大技术障碍。当然，美国点火技术的进步着实不容小觑。2014年，点火装置产生的能量才够一个60瓦灯泡点亮5分钟，而差不多10年后，输出能量目前已经可以让同样的灯泡点亮10多个小时了。即便如此，这样技术进步的速度仍然不足以支撑美国核聚变点火技术达到民用电厂规模、可盈利且可持续的商业发电要求。如此亏本的点火技术仍然需要美国政府和业界的巨量资金投入以及科研团队的基础科学研究和工程技术艰苦攻关，而这些工作和付出还需要长期的时间投入。
2.试探核道德边界
面对点火技术低效率的质疑，一些研究指出，点火实验使用的是20世纪80年代至90年代的激光工程装置。一旦使用现代激光装置，聚变能量转换效率就会大幅度提高。[2]这样的借口很容易让公众偏信美国核聚变实验采用“激光点火”的技术路线纯粹是出于工程技术的考虑。但是，美国其实很难撇清“激光点火”与核试验的关系，这会产生严重的核道德质疑。
为什么“激光点火”会引发核道德质疑？这就与“激光点火”的技术起源有关。要知道，“激光点火”更为严谨的名称应为惯性约束聚变。通俗地讲，这样复杂的惯性约束聚变本质上类似于汽车发动机气缸的点火。换言之，实现“激光点火”需要一套“发动机气缸”作为实验装置。在这次实验中，科研团队使用的是“国家点火装置”，而这套“发动机气缸”来自美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室。
问题首先出在这家实验室的背景。1952年正值冷战高峰，美国为应对来自苏联的核威胁决定成立利弗莫尔实验室。从此，该实验室就致力于研发先进核武器科技。20世纪50年代以来，该实验室的重大科研成果皆与核武器有关，包括北极星海基弹道导弹战略核弹头、和平卫士路基弹道导弹战略核弹头、封闭式地下核爆炸、低空核弹等。实验室还与美国情报部门合作分析苏联的核试验项目。
在多年物理学与核技术进步的基础上，利弗莫尔实验室在1972年正式成立“激光项目”探索“激光点火”技术，以实现能量增益核聚变。1974年，“激光项目”建成了第一台单束激光器Janus。同年，Janus完成升级并能发射双束激光，但最高功率仅为0.5太瓦。即便如此，这台激光器还是开启了美国核聚变点火装置的先河。此后经过50年的科研攻关和技术迭代，美国国家点火装置目前已经可以发射192束脉冲激光，单次发射功率达到500太瓦，是1972年Janus功率的1000倍。
当然，利弗莫尔实验室也推进了核技术的民用化转型，并在核技术研发过程中不断产生重大衍生技术。例如，超级计算机、并行处理器、全球气候分析模型、辐射探测、生物相容性材料、医用微电子等等重大技术进步均来自该实验室。但是，这些民用技术的开发过程会产生新的资金、应用场景、合作伙伴等资源，从而反过来用于利弗莫尔实验室对核武器技术的研发。“激光点火”技术和国家点火装置也概莫能外地成为该实验室服务美国核威慑战略的重点项目。
另一个更值得关注的问题是，“激光点火”技术的出现与氢弹技术密切相关。20世纪50年代美国在氢弹实验取得成功后，就着力探索将氢弹技术转化为能源技术，也就是将氢弹核聚变反应产生的巨大能量用来发电。最初的设想是直接利用核聚变爆炸来发电，这种“核爆聚变发电”的技术路线本质上需要不断引爆小型氢弹来产生能源。这样的设想虽然在工程上可行，但仍然存在安全和运营上的重大风险。如何在低温可控的条件下实现小规模核聚变就成为了关键技术挑战。这时，惯性约束聚变提供了新的思路，也就是用激光射击氢同位素固体目标靶丸来产生核聚变，即“激光点火”。
与氢弹不同的是，“激光点火”所用的聚变材料极少。所谓聚变材料就是核聚变发生的载体。在点火实验中，美国使用的聚变材料就是上文所说的氢同位素固体目标靶丸。虽然美国尚未公开靶丸的具体成分和质量，但基于其他公开信息可知，靶丸只有胡椒粒大小。即便使用了胡椒粒大小的靶丸，“激光点火”本质上仍然可以看成是某种规模极小的氢弹物理试验，这就与美国所宣传的能源技术研究产生了矛盾。一个直接证据来自利弗莫尔实验室2014年的报告“国家点火装置实验对核储备管理计划的支持”。[3]报告指出，美国国家点火装置的实验为美国在暂停核试验时维持核威慑做出了贡献。报告披露，国家点火装置实验有助于论证核武器性能，改进核储备数值模拟设计测试的物理学模型、建设训练核武器项目团队。
美国是联合国《全面禁止核试验条约》缔约国，理应恪守“暂停核试验”的核道德义务，但近年情况出现了变化。2020年，《全面禁止核试验条约》组织发表声明，对有媒体报道美国内部讨论重启核试验的可能性深表关切。[4]俄罗斯对声明表达了支持，中国就美方内部讨论重启核试验问题也表达严重关注。[5]这些信号表明，美国开始有策略地松动“暂停核试验”承诺，并不断寻求核武器试验的机会。此时，“激光点火”恰好为美国提供了游走在核道德边缘的技术机遇。
虽然“激光点火”并没有达到氢弹爆炸威力的能级，但是“激光点火”却折射出了美国坚持研究氢弹物理试验以此保持核武威慑的战略动机。美国通过“激光点火”试探核道德边界的行为值得国际社会的高度警惕。
3. 难以形成对华技术绝对优势
除了应对能源问题和保持核武威慑，美国推动核聚变点火技术另一个目的是保持对华技术优势。20世纪90年代以来，中国在核聚变领域不断追赶国际一流水平。2003年，中国加入由美俄欧日主导的国际热核聚变反应堆计划（ITER）。2006年，中国、美国等共6个国家和欧盟共同成为ITER计划的投资方。通过参加ITER计划，中国无论是在聚变技术上还是国际重大科学工程管理上都有大幅度提升。可以说，在ITER七方中，中国是进步最快、加速度最大的一方。2020年以来，中国环流器二号M装置（HL-2M）、“人造太阳”EAST 托卡马克装置不断取得重大技术进展，[6]让中国核聚变研究实现从跟跑、并跑到领跑的跨越。根据规划，中国以现有中、大型托卡马克装置为依托，瞄准国际核聚变前沿课题研究，在磁约束聚变领域已建立了近期、中期和远期技术目标。最终到2060年前，中国或将发展聚变电站，探索聚变商用电站的工程、安全、经济性。[7]
可以说，在核聚变领域，中国和美国形成了旗鼓相当的格局，这让美国既深受震撼也深感威胁。为加快美国核聚变科技和产业发展速度，美国国会近年来不断提高对美国能源部的预算拨款，并着重强化核聚变科研资金投入。2019财年，美国能源部预算为356.9亿美元，此后年均增长6.7%，到2023财年已到达493.5亿美元，比2019年增加了38.3%。可得数据还表明，2019年，美国能源部在聚变能源科研上的预算就达到了4.3亿美元，超过其他先进核技术预算的总和。不仅如此，美国能源部最近还享受了拜登政府追加的两项预算拨款。第一个是“通货膨胀减少法案”在2022至2027年追加的350.7亿美元。另一个是“基础设施投资与工作法案”在2023年追加的131亿美元。[8]这些巨额拨款加起来让美国能源部成为年预算接近700亿美元的超级行政部门，从而增强了美国能源部对核聚变科研和产业化的主导能力。
在核聚变发展战略上，美国也始终以中国为假想对手。2020年，美国聚变能科学咨询委员会（FESAC）发布的报告《赋能未来：聚变与等离子体》明确指出，中国已经投入数亿美元在核聚变领域打造政府与社会资本合作项目，因此美国迫切需要强化公私合作关系，从而巩固美国在核聚变这个新兴产业中的领导地位。[9]2021年，美国国家科学、工程和医学研究院发布的报告《将核聚变并入美国电网》也提出，考虑到中国聚变工程实验堆（CFETR）项目预计在2041年实现运营，美国应在2035到2040年左右实现试验发电厂运营。[10]可见在核聚变领域，美国迫切希望在科技与产业两个层面保持对华优势地位。
但是，在核聚变领域夺取对华技术绝对优势只能是美国一厢情愿的幻想。美国大可以不断加大对核聚变科研和产业化的投入，但是美国没有能力阻止中国核聚变的自主进步，更无法阻止中国形成核聚变供应链的国产化体系。实际上，在磁约束核聚变方面，中国的核技术——特别是高通量堆、中子源、加速器等——对美国具有优势。所以，美国曾主动提出，利用中国的核设施为国际热核聚变实验堆（ITER）工程设计进行材料辐照实验和聚变堆包层工艺研究。另外，中国也是ITER最重要的制造商，承担了采购包项目和实验包层项目的诸多重大科研攻关和关键工程建设。通过参加ITER项目，中国提升了设计、研制和测试自主知识产权模块系统的能力，建立了综合全面、协调有序的核聚变制造链和供应链，培养了一批高水平人才。正是这样的科技能力、供应链基础和人才团队保证了中国可以自主推进核聚变科研攻关和产业体系建设。因此，在核聚变领域，美国尚不具备卡住中国脖子的技术储备和产业实力，也就难以实现对华绝对技术优势。
二、美国政局博弈核聚变政策
细心一些就会发现，美国能源部这场关于“激光点火”技术的媒体发布会有着很高的政治规格。发布会上，能源部部长格兰霍姆亲自宣布点火成功。不仅如此，能源部在发布会现场还请来了民主党在美国参众两院的6位重量级议员，包括参议院现任少数派领袖以及众议院负责情报、拨款、能源科研等事务的专业委员会主席。[11]这些参众议员的参加让发布会更像一场民主党的政治表演秀，而不仅仅是一场关于科技进步的媒体发布会。这不禁产生一个疑问：如果点火“成功”只是一个科技进步事件，那何为美国能源部有意将点火“成功”高度政治化？
1.精心策划的政治献礼
其实，核聚变一直是民主党和拜登政府的政治筹码。2021年，拜登政府刚上台就一改特朗普政府的核聚变政策，强调联邦政府的作用不仅要体现在核聚变的基础科研阶段，更要参与核聚变的产业化建设。这是因为，拜登政府将核聚变视为美国在2050年实现零排放的关键技术，以此增强美国在气候变化领域的全球领导力。另外，俄乌冲突的爆发也让美国迫切需要减少对石油能源的依赖，这就要求美国建立自主可控的核聚变能源体系。为此，拜登政府在2022年签署了“通货膨胀减少法案”，在国会预算案的基础上又追加了数百亿美元的经费和补贴来支持核聚变研发和产业化。
在这样的背景下，美国能源部就成为拜登政府核聚变战略政策的具体执行机构。问题是，投入如此巨大的核聚变政策是否能够令美国国会满意？美国能源部必须给出回应。
国会的态度如何呢？当然，民主党国会议员多数支持拜登政府的核聚变政策。但是，共和党议员并不会轻易接受。让局面更为复杂的是，2022年11月开始，美国中期选举如火如荼地进行。结果是，民主党失去了9个国会席位，而共和党一举成为国会多数派，从而掌握了审批拜登政府预算案的权力。因此，共和党主导的国会是否会批准拜登政府在2023财年加大核聚变科研和产业化资金投入的预算案，这也成为美国能源部必须应对的棘手问题。
点火“成功”恰好成为美国能源部呈交给国会的靓丽答卷。虽然点火“成功”的那次实验发生在12月5日，但能源部并没有立刻发布消息。这一方面是出于谨慎的考虑，科研人员需要时间来分析数据以确认实验结果的稳健性。另一方面，能源部需要找到恰当的发布时机，既要让发布会成为国会审核预算法案之前精彩的政治献礼，又要给民主党充足的时间去调和共和党的意见，勾兑政治利益。
为此，能源部等到12月11日才放出消息，并选在13日正式宣布点火“成功”。就在发布会10天后的12月23日，美国国会通过了1.7万亿美元的2023财年预算案。新预算案中，美国能源部负责的“聚变能科研”项目获得了7.6亿美元，不仅同比增长了7%，还比拜登政府申请的预算多了4千万美元。另外，由美国国家核安全局负责的“惯性约束聚变”研究项目获得了6.3亿美元，同比增长近9%。这其中，“国家点火装置”项目就拿到了3.8亿美元，该项目组主要负责“激光点火”实验，可谓是点火“成功”的最大功臣。加总来看，美国在2023财年用于核聚变的联邦预算达到了创纪录的14亿美元。[12]在巨额财政资金的加持下，美国能源部得以强化对核聚变科研与产业化的领导力。
可见，点火“成功”不仅是科技进步事件，同时在美国能源部的精心策划下，更成为拜登政府说服国会增加核聚变预算的关键政绩。但问题仍然存在，共和党其实并不诚心支持民主党政府的核聚变政策。在核聚变问题上，两党的分歧无法轻易消弭。
2. 两党角力核聚变政策
虽然美国国会批准了巨额的核聚变预算，但民主党和共和党对核聚变政策仍然存在显著分歧。争议的焦点问题是，美国联邦政府和市场各自应当在核聚变发展中发挥怎样的作用。理论上讲，政府和市场应当合作，政府承担科研成本，企业利用来自政府科研项目的技术来促进核聚变技术的产业化、商业化并实现盈利。但是，民主党和共和党对联邦政府的参与程度却又有不同认识。
特朗普政府的核聚变政策反应了共和党的立场，也就是说，联邦政府应当聚焦核聚变的早期基础科研。原因在于，基础科研成本高、风险大并且无利可图，这让企业难以承担研发工作。另外，特朗普政府还认为技术产业化和商业化应当由企业完成，这样才能激励企业家精神、强化市场竞争、激发产业活力。
与特朗普政府正好相反，拜登上台以来强调联邦政府应积极参与在核聚变的科研、技术开发和市场化。并且，民主党还强调，政府要全过程参与，不仅要扶持研发项目和产业项目的启动阶段，还要管理项目的中期运行阶段，更要在后期的产业化和商业化阶段发挥保驾护航的作用。这是因为，核聚变这样的新兴科技产业领域在各个阶段都需要巨量投资，而只有联邦政府层级的财政投入才能夯实核聚变发展的基础。而且，也只有大量财政资金的持续引领才能吸引企业将更多市场要素向核聚变领域跟进投入。
但更严峻的问题是，美国政府迄今为止的巨额投入仍然远不足以推动核聚变的产业化和市场化，让美国的核聚变试验发电厂项目捉襟见肘。2022年，美国国会批准了“芯片与科学法案”，计划在2023年为“聚变能科研”项目投入10亿美元。然而，该项目实际到位的预算仅为这个预算目标的74%。另外，拜登政府在2022年召开了“大胆展望未来十年”峰会来推动企业界积极投资核聚变开发。不过，企业界认为，实现核聚变产业化还至少需要政府前期投入10亿美元。然而，目前国会批准的预算也远未达到业界期待的这个目标。
即便政府预算全部到位，实现核聚变产业化并启动美国能源部设想的试验发电厂还需要更多资金投入。目前，超过15家美国本土企业申请了美国能源部的试验发电厂项目，申请总资金达到了26亿美元。然而，美国能源局目前给试验发电厂的预算仅到位5亿美元。这些资金会在18个月的项目启动阶段迅速使用殆尽，然后美国能源部就必须向共和党主导的国会申请新的预算。到那时，是否还有类似点火“成功”一样博眼球的政绩献礼，是否还能说服共和党国会议员，就是一个大大的疑问了。
可见，拜登政府推动的政府资金驱动型核聚变科技产业发展政策始终难以得到共和党的支持。未来4年，共和党主导的国会是否还会继续追加对核聚变科技产业的预算投入仍然不可预料。民主党想要增加核聚变开发的预算仍然面临共和党国会“卡脖子”的政治风险。矛盾重重的两党角力终究难以为美国核聚变科技产业提供稳定的政策基础。
3.核聚变产业化隐藏信任危机
政治博弈不仅体现在美国核聚变政策的决策阶段，还体现在产业化阶段。目前，美国核聚变产业化的主要模式是“政府与社会资本合作”，即PPP模式。[13]在PPP模式中，民营企业和政府成立合作项目，以此集中研发资源，减少重复浪费，共享研发成果。[14]但是，在PPP模式中，政府和民企各自掌握的信息并不对称。企业可能会在研发和财务上作假以骗取政府的补贴和研发经费，这会产生严重的道德风险隐患，进而导致信任危机。
美国新能源产业并不是净土，企业欺诈、信息诱导、利益集团阻挠的事件层出不穷。实际上，美国新能源企业利用PPP项目套取政府资金的案例也屡见不鲜。2009年，美国太阳能系统制造商索林卓公司（Solyndra）获得美国能源部批准的5.35亿美元联邦贷款担保。该公司一度被时任美国总统奥巴马宣传为新能源领域的样板。[15]怎料贷款到手后，索林卓公司突然申请破产，让美国政府刚刚发放的贷款转眼间成了坏账。由此引发美国司法部、国会在2011年展开独立调查，“索林卓丑闻”旋即爆发。
索林卓骗贷的把戏之所以能够成功是因为美国政治既得利益的支持，这反应出美国官商勾结的体制积弊。要知道，索林卓公司与时任美国总统奥巴马有千丝万缕的联系。奥巴马上台后任命亲信斯宾纳到美国能源部负责贷款监督。[16]斯宾纳不断催促能源部加快索林卓贷款的审批流程，并不断谋取利益。[17]随着索林卓丑闻不断发酵，白宫不断否认斯宾纳与索林卓贷款的关系，但这种“此地无银三百两”的答复无法逃避国会的调查。吊诡的是，索林卓案件最后的结果是让美国政界和太阳能产业将矛头转向了中国。破产1年后，索林卓指控中国的政府机构、太阳能企业、金融部门共同组成了“垄断组织”，让中国生产的太阳能组件可以在美国“倾销”。也就是中国的“不正当竞争”让美国的索林卓破了产，更让美国政府的贷款成了坏账。最终，中国政府和中国企业成了美国推诿这场政商勾结丑闻的“替罪羊”。
虽有索林卓的前车之鉴，但是美国核聚变产业化过程仍然难以逃过政商勾结导致的信任危机。原因在于在民主党中期选举失利后，拜登政府迫切需要在核聚变产业中制造明星企业作为政绩，维系执政合法性。另外，无论拜登是否在2024年谋求连任，民主党都需要通过新能源产业来谋取竞选资金，并以此向那些关心气候问题、支持绿色经济的选民献上“定心丸”以保住基本票仓。所以，核聚变产业将始终作为拜登政府和民主党的关键政治工具，发挥政治作用。但是，拜登和民主党却也始终解决不了政府与企业的信息不对称问题，那么诸如索林卓骗贷这类丑闻的再次上演也就只是时间问题了。
以上分析充分表明，点火“成功”对美国的政治意义远大于技术意义和商业意义。目前来看，美国的核聚变点火技术完全不足以支撑民用发电规模的商业化应用。另外，美国频繁进行激光点火实验也难逃核武器试验的嫌疑，应受到国际社会的高度警惕。并且，在核聚变领域，美国更不具备保持对华优势的绝对实力。
即便如此，美国政府仍然面向参众两院高调宣传点火“成功”，说明拜登政府的主要目的是将点火“成功”作为说服国会加大财政拨款的政绩。但是，共和党和民主党对核聚变政策仍存在重大分歧。共和党认为联邦政府应仅支持前期基础研究，但民主党则认为联邦政府在从科研到产业化的各阶段提供有力支持。两党分歧让美国对核聚变支持的政策重心始终摇摆不定。再加上，美国国会批准的财政资金还远远达不到业界对核聚变商业化设想的投资目标。更严重的是，在新能源产业化过程中，美国始终面临政府和企业的信息不对称问题，这会导致企业通过作假来骗取政府支持。综合来看，美国的核聚变产业化不仅面临一系列关键技术瓶颈，更面临潜在的重大信任危机，因此短期内很难成功。
三、中国核聚变产业化三大迫切问题
美国核聚变产业化面临的深层问题值得中国深思。与美国偏重攫取点火“成功”政治收益的短视做法不同，中国对核能发展始终坚持稳健的长远战略。1983年，中国提出了热堆-快堆-聚变堆的核能发展“三步走”战略。[18]总体看，中国目前仍处于“三步走”战略的第一阶段，未来一段时期内核电建设仍将以热堆为主。中国的快堆研究工作取得了很大进展，示范快堆工程有望2023年建成投产。客观地讲，虽然中国在核聚变领域不断取得技术突破，但中国的聚变堆也处于研究初期，离商用发电还有很长一段距离。
随着“三步走”长期战略的推进，中国目前在核聚变产业化面临三大迫切问题。第一，应警惕美国点火“成功”对全球资本和国内社会资本产生的煽动作用。当前，全球和中国都面临经济增长动力不足的困境，导致业界缺乏具有商业价值的投资主题概念和商业模式叙事。此时，核聚变点火“成功”对投资界无疑提供了某种兴奋点，可能会让社会资本产生以核聚变发电为主题的投资叙事主题。实际上，全球资本早已开始布局核聚变发电投资赛道，[19]国内社会资本对核聚变发展的投资兴趣更是与日俱增。[20]当然，社会资本的有序发展会有助于中国核聚变产业化。但是，如果中国不加强对核聚变产业投资的引导，那么社会资本无序扩张也会形成重大投资风险，最终拖累中国核聚变产业化发展。
第二，应看到技术进步不断降低民营企业进入核聚变领域门槛的客观趋势。首先，超级计算机近年来不断涌现重大技术进步，算力猛增的同时让大规模计算的使用成本大幅下降，这有助于推动核聚变反应堆小型化发展。另外，3D打印等快速成型技术使得像应用聚变系统这样的公司得以制造紧凑型的聚变反应堆，也加快了设计迭代的速度。再加上，美国和英国的政府与社会资本合作项目让企业更便利地获取政府核聚变科研项目的最新成果，极大减少了企业的研发风险，也加快了企业落地核聚变反应堆的进度。更要认识到，技术一方面具有渐进迭代的特征，但另一方面也存在突破式、跨越式、颠覆式的进步特征。这两种技术发展特征都会成为推动核聚变产业化的客观动力。
第三，应注意中国核聚变产业化过程中的三种不平衡隐患。首先，快堆和聚变堆在产业化和商业化上的进步速度不平衡。当前，更多社会资本更加关注核聚变商用发电的巨大商业潜力，使聚变堆比快堆获得了更高效的商业发展模式。同时，聚变堆小型化后可以适应不同于快堆的民用能源需求，这也让聚变堆商业化具有竞争力。这意味着，快堆和聚变堆可能不会是两个分离的阶段，而是一个同时并行发展的过程。如果没有一个综合协调的能源产业发展规划，聚变堆“扎堆过剩”的发展不但会导致投资浪费，更会挤出快堆的发展资源，从而影响中国能源结构的安全。
另外，国内创业公司和上市公司在核聚变产业链上的起点不平衡。目前，已有多家A股上市公司涉足核聚变业务。[21]但是，这些公司并不以核聚变为主营业务，核聚变业务对公司利润增长的贡献非常小。并且，这些公司的核聚变业务尚未形成一个完整的国内产业链，而是聚焦国际热核聚变实验堆ITER、中国聚变反应堆CFETR等科研项目的部分环节，仍需要科研项目管理层面的协调，还要与发达国家的产业链进行合作。与之相比，国内的核聚变创业公司和风险投资项目更多关注产业链的全过程研发和发电厂工程项目的整体落地方案。在未来的国内核聚变产业中，可能会看到一种奇怪的场景：创业公司享受产业研发和管理的高附加值收益，而在位上市公司只能分得低附加值的制造和服务环节利润。价值链地位的差异又会造成创业公司迅速崛起成为新兴上市公司，而在位上市公司面临利润增长乏力的困境。虽然这是市场竞争的结果，但是这种产业链起点不平衡可能会严重冲击中国资本市场的格局和秩序，从而影响中国资本市场的稳定。
更值得注意的是，社会资本和国有资本对核聚变产业融资的叙事能力不平衡。目前，只有个别国有核电企业启动了核聚变（人造太阳）商用发电项目。[22]这类国有核电企业往往具有中国核武军工背景，长期从事保密等级极高的核工业科研和建设，使得这些国有核电资本天然地排斥资本市场流行的包装技巧和叙事逻辑。与之相比，进入核聚变领域的社会资本虽然在投资总量和技术水平上不及国有资本，但是在融资项目包装和叙事上却更贴近资本市场兴趣。这种融资叙事能力的不平衡会导致国有资本的市场融资效率可能落后于社会资本，从而影响核聚变产业中的公有制经济地位。
因此，美国的外源性冲击、技术的颠覆式进步、发展的不平衡隐患很可能会影响中国核聚变产业化的稳定发展。因此，中国迫切需要设计一个综合、协调、可持续的能源发展战略，积极稳妥地推进核聚变产业化。这样的战略应保证国内核聚变产业链具备应对外部冲击的稳健性，兼顾技术渐进式和颠覆式进步的包容性，协调能源结构、资本结构、所有制结构的平衡性。
四、谋篇布局能源强国发展战略
我们提出，中国应着手设计一个国家级的能源强国发展战略。2021年中央经济工作会议就已提出“要深入推动能源革命，加快建设能源强国”。为落实中央的精神，我们认为能源强国战略应纳入核聚变产业化议题。更重要的是，能源强国战略应特别关注国家能源总体安全，鼓励科研技术渐进式和颠覆式并重的包容式进步，推进能源-资本-所有制的平衡稳定发展。能源强国战略必将涉及诸多跨学科、跨行业、跨层级、跨部门的重大问题，就此详细分析显然已超出了本文的范畴。不过，为了提纲挈领地启动能源强国战略的设计工作，我们提出“三个立足”的简明思路。
第一，立足“3060”双碳目标，构建多能互补的能源发展格局。中国“富煤、缺油、少气”的能源资源禀赋的和能源结构向绿色低碳转型的艰巨任务决定了需要由目前以煤炭为主过渡到化石能源与可再生能源多元发展的阶段，并探索可再生能源为主的战略。但是，可再生能源发展仍面临供给不稳定，装备产业链“卡脖子”，电力市场不成熟的制约。突破这些问题仍需要化石能源提供稳定、可靠、成熟的能源基础保障。因此，多能互补的能源发展格局必然是中国的现实稳健选择。
第二，立足安全稳妥与协同创新，推进核电发展。应保障我国核电全产业链稳定可靠，特别是核原料储备、成套项目建设、技术迭代要自主可控。同时，积极布局建设三代热中子电站，支持能源基部负荷系统的核电技术开发，提升固有安全能力，稳步推进可控核聚变技术，特别重视快堆和聚变堆的协同创新与开发。
第三，立足社会主义市场经济体制，发挥国有资本的主体作用和社会资本的创新潜力。推动能源领域市场准入规则、交易机制、管理 机制的优化和改革，提高市场的资源配置能力，充分激发能源市场活力。发挥国有资本在能源转型中的主体作用，也要加强对国有企业的能源新技术科技投入考核。鼓励新能源产业和核聚变发电的市场化发展，也要加强对社会资本的监督管理。
作者简介：
张军，复旦大学经济学院院长、文科资深教授、长江学者特聘教授，复旦大学中国经济研究中心主任，上海国际金融与经济研究院理事会副理事长，第二届蒋学模经济学奖、第七届中国经济理论创新奖获得者。
石烁，经济学博士，复旦发展研究院博士后，复旦大学中国经济研究中心特聘研究员，法国克莱蒙-奥弗涅大学中国经济研究中心（CERDI-IDREC）访问学者。主要研究领域为国际经济学、国际贸易和中国经济。
汤维祺，经济学博士，复旦大学发展研究院、上海能源与碳中和战略研究院青年副研究员。主要研究领域为能源经济学、资源与环境经济学和能源政策研究。
研究资助：
作者感谢复旦大学人文社会学科传世之作学术精品研究项目“构建经济发展的国家理论”（XM04221238）、复旦大学发展研究院2023年度“国家发展动力”项目、上海市“超级博士后”激励计划、复旦平安宏观经济研究中心对本研究的支持。
参考文献
1、P. Behr, “After ‘Breakthrough,’ DOE Eyes Fusion Power Plant,” Politico. 2022. https://www.politico.com/news/2022/12/13/fusion-breakthrough-doe-energy-00073631。
2、C. Seife, “PHYSICS: Will NIF Live Up to Its Name?” Science, 2000 Aug 18;289(5482):1128.
3、A. Wan and K. Scott, "National Ignition Facility Experiments in Support of Stockpile Stewardship Program (SSP)," Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL-TR-658691, August 2014.
4、 “Nuclear Watchdog Says Any Us Test Would Be ‘Grave Challenge to Peace'，”
5、中国外交部, “2020年6月8日外交部发言人华春莹主持例行记者会” 2020, https://www.mfa.gov.cn/web/wjdt_674879/fyrbt_674889/202006/t20200608_7816276.shtml.
6、2020年12月，中国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在四川成都的核工业西南物理研究院正式建成并实现首次放电；2021年12月，中国“人造太阳”EAST成功实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，成为世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行，打破世界纪录。2022年10月，中国宣布HL-2M装置的等离子体电流突破100万安培（1兆安），创造可控核聚变装置运行新纪录，
7、J. Zheng et al., “Recent Progress in Chinese Fusion Research Based on Superconducting Tokamak Configuration,” Innovation, 3(4):1-12.
8、Fusion Industry Association, “Congress Provides Record Funding for Fusion Energy,” 2022, https://www.fusionindustryassociation.org/post/congress-provides-record-funding-for-fusion-energy.
9、Fusion Energy Sciences Advisory Committee, “Powering the Future: Fusion & Plasmas,” 2020, https://science.osti.gov/-/media/fes/fesac/pdf/2020/202012/FESAC_Report_2020_Powering_the_Future.pdf.
10、National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, et al., Bringing Fusion to the U.S. Grid, 2021, Washington DC: National Academies Press, https://nap.nationalacademies.org/read/25991/chapter/1.
11、其中，参议员杰克·里德是参议院军事委员会主席。众议员埃里克·斯沃韦尔是众议院常设情报特别委员会委员，主持情报现代化和准备小组。众议员查克·弗莱希曼是众议院拨款委员会委员，负责能源和水利开发小组。众议员杰瑞·麦克纳尼则主持众议院能源和商业委员会的能源和电力小组以及科学、空间和技术委员会的能源小组（在2023年1月3日，杰瑞·麦克纳尼在众议员任期届满后，不再追求连任）。众议员康纳·兰姆和贾马尔·鲍曼也受邀参加。除此之外，众议院科学、太空和技术委员会资深委员佐伊·洛夫格伦受邀但临时因事未能参加发布会。
12、Fusion Industry Association, “Congress Provides Record Funding for Fusion Energy,” 2022, https://www.fusionindustryassociation.org/post/congress-provides-record-funding-for-fusion-energy.
13、美国的“聚变产业协会”（FIA）是在核聚变领域推动政府与社会资本合作模式的最主要的游说团体。聚变产业协会的22家美国民企会员单位至少参与了一项PPP项目。为此，这些民营实体已经筹集了近20亿美元的私人股本来开发聚变能源技术路线，其中一些公司预计在2040年前实现聚变能商业化。
14、美国对PPP模式的信心来自于半导体产业的成功经验。在20世纪80年代，美国在半导体制造领域已经开始落后于日本。为保持全球半导体产业的领导力，美国在1987年成立半导体制造技术科研联合体（Sematech）。联合体推动14家美国半导体公司和美国联邦政府成立PPP项目。事实证明，联合体显著提升了美国半导体研发能力和产业竞争力。1995 年，联合体帮助美国半导体企业重新夺回了世界第一的地位。美国半导体产业目前仍然掌握了全球市场近一半的份额。
15、2010年5月26日，时任美国总统奥巴马亲自视察了索林卓位于加利福尼亚州弗里蒙特的太阳能电池板工厂。
16、史蒂芬·斯宾纳为奥巴马竞选美国总统募集了至少50万美元，成为募款功臣。由此，斯宾纳获得奥巴马投桃报李式地委任，成为推动美国能源部落实奥巴马政府新能源贷款政策的关键人物。
17、斯宾纳向时任副总统拜登的助手推荐了索林卓的投资人亿万富豪乔治·凯泽。另外，斯宾纳太太所在的律师事务所还向美国政府收取了240万美元的服务费，用以处理索林卓贷款担保的相关法律业务。
18、国务院科技领导小组主持召开专家论证会，提出了中国核能发展“三步走（压水堆—快堆—聚变堆）”的战略，以及“坚持核燃料闭式循环”的方针。
19、亚马逊、洛克希德·马丁、谷歌、高盛、盖茨基金会等国际投资者早已布局聚变能源。2011年，亚马逊投资了加拿大的通用聚变公司，后者尝试建造全球第一个核聚变发电厂。2014年，洛克希德·马丁开始研发紧凑型聚变反应堆。2017年，谷歌支持三阿尔法能源公司开发等离子体实验计算机算法并研发新型商业聚变能设备。
20、目前，红杉中国、蓝驰创投、中科创星、顺为资本、和玉资本、险峰长青、联想之星等国内外机构都已经在这一领域布局。2022年2月，探索可商业化聚变能源技术企业“能量奇点”宣布完成近4亿元人民币的首轮融资，米哈游和蔚来资本领投，红杉中国种子基金和蓝驰创投跟投。2022年6月，仅成立一年的商业聚变能研发公司“星环聚能”宣布完成数亿元天使轮融资，中科创星等10家知名机构参与投资。
21、据不完全统计，涉及核聚变业务的A股公司有中国核电、安泰科技、郭光电气、西部超导、中国核建、东方钽业、纽威股份、航天晨光、百利电气、保变电气、利伯特、白银有色等。
22、例如，中国核工业集团有限公司下属研究院已开始组织研究，中国核电工程有限公司也开始进行工程技术研发和项目布局。
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