本刊記者 謝瑋 張燕
試想一下：未來，能源會用在什么地方？
可能是低空飛行器的日常續(xù)航，可能是深海探測艙的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，可能是機器人的自主作業(yè)，也可能是太空基地的持續(xù)供電。
從鉆木取火到煤炭利用，從蒸汽機的轟鳴到油氣時代，人類文明的每一次躍升，都伴隨著能源形態(tài)的演進。
今年，“未來能源”首次寫入政府工作報告，并與生物制造、量子科技、具身智能、6G等并列，進入國家重點培育的未來產(chǎn)業(yè)序列。
消息一出，產(chǎn)業(yè)界、科研機構(gòu)和資本市場迅速升溫。氫能、核聚變、新型儲能等前沿方向，正在從實驗室和示范項目中走向更廣闊的政策與產(chǎn)業(yè)視野。
中石化新星新疆庫車綠氫示范項目
未來能源走到臺前
把“未來能源”放在更突出的位置，并非偶然。
2024年，工信部等七部門發(fā)布的《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》就提出，未來能源主要聚焦核能、核聚變、氫能、生物質(zhì)能等重點領(lǐng)域。
“這不是簡單增加了一個產(chǎn)業(yè)概念，而是政策重心的一次前移。”在廈門大學中國能源政策研究院院長林伯強看來，未來能源的提出，是當下能源格局、發(fā)展需求和全球競爭共同作用的必然結(jié)果，是立足當下、著眼長遠的戰(zhàn)略抉擇。
能源安全事關(guān)經(jīng)濟社會發(fā)展全局。我國是全球最大的能源消費國之一，能源供給總體穩(wěn)定，但油氣對外依存度仍然較高。未來能源之所以重要，就在于它不只是解決當下問題，更關(guān)系中長期能源自主能力和產(chǎn)業(yè)主動權(quán)。
“從國家戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展角度看，提前布局未來能源，是應(yīng)對能源安全挑戰(zhàn)、實現(xiàn)‘雙碳’目標、搶占科技制高點和培育新經(jīng)濟增長點的戰(zhàn)略性抉擇，與我國長遠發(fā)展考量高度契合，形成了多重戰(zhàn)略共振?！?一位行業(yè)人士告訴記者，能源安全方面，提前布局未來能源，有助于實現(xiàn)從“資源依賴” 到 “技術(shù)自主” 的根本轉(zhuǎn)變；“雙碳”目標方面，它能提供零碳基荷電源，大量減少碳排放；科技競爭方面，未來能源也是大國博弈的 “終極賽道”，提前布局將提升國家科技實力和國際影響力，搶占未來產(chǎn)業(yè)制高點；高質(zhì)量發(fā)展方面，未來能源作為未來六大產(chǎn)業(yè)之一，將催生新的經(jīng)濟增長點。
政策信號背后，更為關(guān)鍵的問題是，中國為什么有條件在未來能源上提前落子？
這背后是幾十年產(chǎn)業(yè)積累和技術(shù)突破提供的堅實底氣。
國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至2025年底，全國累計發(fā)電裝機容量38.9億千瓦，同比增長16.1%。其中，太陽能發(fā)電裝機容量12.0億千瓦，同比增長35.4%；風電裝機容量6.4億千瓦，同比增長22.9%。風電光伏累計裝機首次超過18億千瓦，相當于約82個三峽電站總裝機。
無論是新能源裝備、輸變電裝備，還是壓力容器、材料工業(yè)、自動化控制，中國都已形成較完整的產(chǎn)業(yè)配套能力。對于未來能源而言，這種制造和配套能力尤為關(guān)鍵。
以氫能為例，從制氫設(shè)備到儲運裝備，從燃料電池系統(tǒng)到終端應(yīng)用設(shè)施，產(chǎn)業(yè)鏈長、配套要求高。再看核聚變，其背后涉及超導(dǎo)、低溫、真空、材料、精密加工等諸多復(fù)雜技術(shù)體系。沒有完整的工業(yè)基礎(chǔ)，很多前沿設(shè)想就難以真正落地。
“未來能源不是另起爐灶，而是建立在現(xiàn)有新能源和制造業(yè)基礎(chǔ)上的繼續(xù)躍升?！绷植畯娬f。
更重要的是，中國是全球能源生產(chǎn)和消費大國，工業(yè)體系完備，應(yīng)用需求多樣。從重化工業(yè)到交通運輸，從大型園區(qū)到新型電力系統(tǒng)，不同類型的能源技術(shù)都能找到試驗場和應(yīng)用端。
這意味著，一項前沿技術(shù)只要具備一定成熟度，就有可能在中國找到落地空間，并在應(yīng)用中不斷迭代完善。
“技術(shù)不是在圖紙上長大的，而是在實際應(yīng)用中磨出來的?！绷植畯娬f，未來能源尤其如此。很多環(huán)節(jié)只有進入工程系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)場景，問題才會暴露，能力才會提升，成本才有下降空間。“市場足夠大，場景足夠豐富，這是中國布局未來能源非常重要的底氣?！?/p>
玄龍-50U球形環(huán)氫硼聚變裝置 本刊記者 謝瑋I攝
氫能先行，應(yīng)用場景正在打開
在一系列未來能源賽道中，氫能和核聚變無疑是最受關(guān)注的兩個方向。
走進一些工業(yè)園區(qū)和交通樞紐，氫能已不再停留在概念里。燃料電池重卡在港口和礦區(qū)穿梭，加氫站與充電站并立，可再生能源制氫項目加快落地，鋼廠和化工企業(yè)也開始嘗試用氫替代部分化石能源。
在當前的能源轉(zhuǎn)型中，氫能被寄予厚望。
中國科學院院士、國際氫能燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高撰文指出，在零碳能源體系建設(shè)中，氫能可用于氫儲能、氫原料與氫動力。
氫儲能是通過電解水裝置使得綠氫將可再生能源電力儲存下來，通過燃料電池等發(fā)電裝置為城市生產(chǎn)生活提供綠電。
氫原料是在化工行業(yè)與冶金行業(yè)中，將氫用于工業(yè)原料，比如在化工行業(yè)，氫氣主要應(yīng)用于合成氨與合成甲醇等。
氫動力是將氫應(yīng)用于動力系統(tǒng)，其中，氫燃料電池發(fā)展較快，已經(jīng)從道路車輛擴展到工程機械、小型船舶、飛行器、潛航器等領(lǐng)域。近年來，氫內(nèi)燃機也取得很多進展。
“氫能不是‘萬能鑰匙’，但在一些應(yīng)用場景里，它可能是為數(shù)不多的有效選項?！绷植畯娬f。
從新疆的中石化新星庫車綠氫項目到內(nèi)蒙古的深能鄂托克旗風光制氫一體化合成綠氨及氫能耦合應(yīng)用項目，從首個百千瓦級工廠化海水直接制氫科研項目到全國首座碳中和加氫站，我國氫能產(chǎn)業(yè)正在加速跑。特別是在風光資源富集地區(qū)，圍繞綠電制氫、氫基化工等方向的探索明顯增多。
“截至2025年2月，搭載氫氣循環(huán)泵的車輛累計行駛里程超過3.7億公里，單車最高里程達到50萬公里。我們已為全球100多座加氫站提供核心裝備，參與30多個國家級、省級氫能示范項目?！睎|德氫能營銷總監(jiān)劉姍姍告訴記者，該公司近年參與建設(shè)了一批示范項目，業(yè)務(wù)覆蓋制、儲、運、加、用等多個環(huán)節(jié)。
這些項目覆蓋多類場景：海南綜合能源補給示范站將加氫、充電等功能集成布局；黑龍江東部綠氫生產(chǎn)基地圍繞風光制氫展開；臨沂鋼投焦爐煤氣提氫項目則把工業(yè)副產(chǎn)氣綜合利用與低碳改造結(jié)合起來。
“氫能的價值，不只是替代某一種燃料，更重要的是它能把電、熱、化工、交通這些系統(tǒng)連接起來?！眲檴櫿J為，氫能作為能源載體，既可以解決新能源發(fā)電與終端用能之間的時空錯配，也是在交通、鋼鐵、化工等難以完全電氣化領(lǐng)域推進深度脫碳的重要路徑。
中國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究所能源經(jīng)濟室主任朱彤說，過去一段時間，氫能一度被賦予過高期待，但實踐表明，并不是所有場景都適合“氫替代”。他認為，產(chǎn)業(yè)發(fā)展越往后，越需要算清楚賬，避免簡單跟風。
受訪業(yè)內(nèi)人士普遍認為，我國氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從“概念導(dǎo)入期”進入“場景探索期”，下一步的關(guān)鍵不是鋪得多快，而是能否把少數(shù)優(yōu)勢場景做實做透。
但產(chǎn)業(yè)化進程并不輕松。
“制氫成本仍高、儲運效率仍待突破、終端需求尚未完全打開，都是當前制約氫能規(guī)?；年P(guān)鍵因素?！眲檴欀毖?，其中，最緊迫的“卡點”在儲運環(huán)節(jié)。高效、低成本的氫能儲運技術(shù)，直接決定了氫能的可及性，也是連接制氫端與用氫端的關(guān)鍵紐帶。該公司正通過高壓壓縮機、液驅(qū)增壓裝備等技術(shù)創(chuàng)新，著力破解這一難題。
她預(yù)計，2030年至2035年，隨著綠氫成本下降和基礎(chǔ)設(shè)施完善，將進入大規(guī)模市場化應(yīng)用階段。
可控核聚變常常被稱為“人造太陽” 本刊記者 謝瑋I攝
核聚變，面向終極能源的長期競逐
“十五五”規(guī)劃綱要明確將核聚變能納入未來產(chǎn)業(yè)重點培育方向。
可控核聚變常被稱作“人造太陽”。簡單來說，就是讓氫的同位素（氘和氚）在極端高溫高壓環(huán)境下發(fā)生核聚變反應(yīng)，同時確保整個過程安全可控。
“之所以被稱為‘人造太陽’，是因為這個技術(shù)原理與太陽發(fā)光發(fā)熱的本質(zhì)如出一轍。在太陽核心，1500萬攝氏度的高溫讓氫原子不斷碰撞聚變，釋放出巨大能量。”西安交通大學物理學院教授趙永濤告訴記者，核聚變釋放的能量遠高于化學反應(yīng)。單次核聚變反應(yīng)釋放的能量約為化學反應(yīng)的106至107倍（百萬至千萬倍）。因此，核聚變的功率遠大于化學燃燒，但其實現(xiàn)難度也更高。
“人類如果能掌握這項技術(shù)，就相當于在地球上建造了一個微型太陽，為人類提供近乎無限的清潔能源?！壁w永濤說。
在科研端，我國核聚變研究近年不斷取得關(guān)鍵進展。近期，東方超環(huán)（EAST）實現(xiàn)了 1 億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)高約束模運行紀錄，標志著核聚變研究從基礎(chǔ)科學階段邁向工程實踐的關(guān)鍵拐點。
東方超環(huán)（EAST）是全球首個全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置，主要承擔長脈沖、高參數(shù)等離子體約束的技術(shù)驗證與物理規(guī)律探索任務(wù)，為國際熱核聚變實驗堆（ITER）及未來聚變工程堆提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
不過，聚變研究的意義并不局限于未來發(fā)電。
東方超環(huán)（EAST）一位從事聚變研究的高級工程師告訴記者，核聚變研究的“溢出效應(yīng)”覆蓋高端材料、超導(dǎo)技術(shù)、醫(yī)療健康、工業(yè)檢測等多個領(lǐng)域。東方超環(huán)（EAST）的探索已經(jīng)催生了諸多實際應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)升級。
比如，在材料領(lǐng)域，東方超環(huán)（EAST）推動了鎢銅復(fù)合材料、抗輻照第一壁材料等關(guān)鍵技術(shù)突破；安泰科技研發(fā)的主動水冷全鎢偏濾器實現(xiàn)批量交付并通過ITER認證；西部超導(dǎo)的鈮鈦超導(dǎo)線材成為國內(nèi)唯一供應(yīng)商，支撐核聚變與高端制造并行發(fā)展。
在超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，東方超環(huán)（EAST）全超導(dǎo)磁體技術(shù)帶動了低溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化，也助力聯(lián)創(chuàng)光電等企業(yè)攻克高溫超導(dǎo)纜線制備，并推動超導(dǎo)質(zhì)子治療系統(tǒng)等醫(yī)療設(shè)備落地。在其他領(lǐng)域，東方超環(huán)（EAST）的太赫茲偏振干涉儀診斷技術(shù)，還衍生出安檢與工業(yè)檢測設(shè)備，已經(jīng)應(yīng)用于合肥地鐵及食品檢測。相關(guān)高通量中子源技術(shù)，則為硼中子俘獲治療、核廢料處理等提供了新路徑。
“圍繞東方超環(huán)（EAST），目前合肥及周邊已孵化30余家核聚變相關(guān)企業(yè)，形成涵蓋材料、超導(dǎo)、診斷、控制等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈。”前述工程師說。
這意味著，核聚變研究雖然尚未真正走入千家萬戶，但其技術(shù)外溢已經(jīng)開始反哺高端制造、醫(yī)療健康等多個領(lǐng)域。
“聚變研究不是孤立存在的，它背后連著超導(dǎo)材料、真空裝備、控制系統(tǒng)、人工智能算法等很多產(chǎn)業(yè)?！毙聤W集團能源研究院院長劉敏勝告訴記者，聚變從科研走向工程化，不只是物理問題，也是一場系統(tǒng)性產(chǎn)業(yè)能力的考驗。
他介紹，全球聚變已歷經(jīng)70余年探索，目前進入工程驗證與商業(yè)化探索關(guān)鍵期。中國在球形環(huán)、超導(dǎo)磁體等方向已躋身國際第一梯隊。新奧集團自2017年以來在聚變研發(fā)方面累計投入已超過40億元，圍繞“氫硼聚變+球形環(huán)+人工智能”路線展開探索。
多位受訪人士表示，核聚變距離真正“點亮千家萬戶”仍需時間。在劉敏勝看來，從當前發(fā)展階段看，聚變商業(yè)化大約還需要10至20年，關(guān)鍵難點既包括穩(wěn)定實現(xiàn)正能量增益，也包括材料在極端環(huán)境下長時間服役、工程系統(tǒng)集成和成本控制。
從實驗室走向產(chǎn)業(yè)鏈，在真實需求中證明價值
未來能源不是展廳里的“樣板工程”，最終要在真實需求中證明價值。因此，無論是氫能還是核聚變，都要從“值得期待”走向“真正可用”。
首先要把場景找準。
在朱彤看來，氫能不能“什么都想做”，而應(yīng)聚焦長途重卡、航運、航空、冶金、化工、長周期儲能等真正難以電氣化且具備比較優(yōu)勢的場景?！霸陔妱悠囈呀?jīng)成熟的情況下，氫能應(yīng)避開與其直接競爭，聚焦自身優(yōu)勢領(lǐng)域?！彼f。
經(jīng)濟性則是硬約束。
“未來能源的影響力將十分顯著，但其發(fā)展進程取決于何時具備經(jīng)濟性?！绷植畯娬f，經(jīng)濟性的實現(xiàn)，不僅依賴技術(shù)進步，也依賴規(guī)模化發(fā)展以及電價機制改革等系統(tǒng)性條件支撐，尤其需要擴大電價差、提升新型能源體系的競爭力。
在他看來，當前儲能仍是新型能源基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，預(yù)計隨著政策對電網(wǎng)側(cè)儲能提供容量電價支持，儲能增長將加快，這也將為未來能源體系演進提供支撐。
還要看到，未來能源的落地并不意味著對傳統(tǒng)能源和現(xiàn)有新能源的簡單替代，而是多種能源長期協(xié)同、優(yōu)勢互補。
真正的能源變革，從來不是一蹴而就。它往往始于實驗室里的某項突破，成于產(chǎn)業(yè)鏈上的持續(xù)投入，最終落腳于一個國家對于未來的耐心和定力。
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