近期,美国能源部与白宫科技政策办公室在白宫联合发布《2024年聚变能战略》,提出了能源部在聚变领域战略的三大支柱,分别是:缩小商用聚变科技差距;为商业化聚变能源铺平道路;建立和利用内外部伙伴关系。三大支柱涵盖科研合作、关键领域、商业准备、国内外合作、市场培育等内容,为美国聚变产业发展提供系统性指导。
缩小商用聚变科技差距。该支柱包括三项行动计划:一是重新调整美国能源部聚变能源科学计划。能源部聚变能源科学咨询委员会将围绕两项任务调整聚变能源科学计划,即评估聚变能源科学计划与《长期计划》和“十年宏伟愿景”的一致性;评估新研发设施或经升级的研发设施能否优先满足计划需求。为支持聚变能源科学计划调整,能源部成立“赋能科学和伙伴关系部”,通过资源整合、跨部门合作、公私合作伙伴关系、劳动力发展和国际合作,推动核聚变能源的科学研究和商业化进程。二是制定符合行业发展的国家聚变科技路线图。能源部将制定一个以指标为导向的国家聚变科技路线图,计划于2025年发布。三是通过多种方式加速聚变商用研发。通过创新的公私合作伙伴关系实现聚变中试厂设计,及时交付聚变研发测试设施,并催化更广泛的合作伙伴关系;建立新的聚变创新研究引擎协作项目,推进科学与技术链接。加强美国本土制造业和供应链;加强跨机构交流,通过能源部、国家核军工管理局及国家合作伙伴的联合研发项目,帮助缩小实现商业聚变中试厂的科学与技术差距。
为商业化聚变能源铺平道路。能源部围绕商业聚变部署的风险与挑战,从资本流动、氚供应、核不扩散框架、公众认知与劳动力、废料管理等方面提出了聚变商业化背景、可能面临的挑战以及具体措施。在氚供应方面,聚变能源科学计划曾在2023年对聚变示范和部署规模化阶段的潜在需求进行了初步高层次评估。评估结果表明,氚数量和富集水平研究是实现首个聚变中试厂以及商业部署规模化的一大挑战。为此,能源部计划通过跨单位、工业界和国际伙伴的合作,进行技术研发和政策制定,以确保到2030年代中后期能够提供充足供应、可持续且经济可行的核聚变用氚。
建立和利用内外部伙伴关系。为实现“美国商业聚变能十年宏伟愿景”战略目标,能源部计划扩大现有合作范围,并引入全新的合作伙伴。一是加强跨部门合作,能源部将发展聚变产业供应链、讨论出口管制框架、保护美国聚变知识产权等;二是牵头开展国际合作,能源部将扩大国际合作伙伴范围,在共同开发测试聚变装置、发展未来全球核聚变市场、协调监管框架等领域开展合作;三是激励私营企业合作,能源部将精心设计不同阶段的研究计划,刺激更多私营企业参与其中。学术界合作方面,将维持大学和教育机构在基础研发、应用研发和教育培训的传统贡献,并进一步扩展至聚变重点研究领域;四是地方政府合作,能源部将通过目前的聚变能源科学计划激发地方政府对聚变能部署的兴趣,进而获得更多资金与政策支持。