核聚变作为被广泛认为最具潜力的终极清洁能源形态，长期以来主要停留在以基础科学研究和物理可行性验证为核心的发展阶段。进入新一轮全球科技革命与能源结构深度调整叠加期，核聚变技术正逐步由“科学问题主导”转向“工程问题主导”，其发展逻辑、竞争焦点与产业组织方式正在发生深刻变化。

“十五五”时期(2026—2030年)是这一转变过程中的关键窗口期。一方面，国际大科学工程和商业化探索同步推进，核聚变的工程化与系统集成问题被前所未有地置于核心位置;另一方面，在“双碳”目标、未来产业布局以及算力革命驱动下，核聚变的战略价值正在从远期技术储备上升为中长期能源体系的重要备选方案。

本报告立足“十五五”时间尺度，在系统研判核聚变技术演进趋势的基础上，结合我国政策环境、科研基础与产业条件，深入分析核聚变发展的阶段性机遇，并从整机型企业、产业链装备企业及能源央国企等不同主体视角，提出具有现实可行性的战略路径建议。

一、总体判断

（一）核聚变发展阶段正在发生实质性变化

从全球发展历程看，核聚变技术在相当长时间内主要以解决物理可行性问题为目标，其核心关注点集中在等离子体温度、密度、约束时间等基础参数上。无论是磁约束还是惯性约束路线，评价体系更多围绕“是否能够实现点火或接近点火条件”展开。

近年来，这一研究范式正在发生根本性转变。随着高温超导材料、精密制造、系统工程方法和数字仿真能力的进步，核聚变研究开始从“单点物理指标突破”转向“整体工程系统可行性验证”。国际大科学工程如 ITER，以及一批新兴商业化探索项目，均逐步将研究重点转向装置可靠性、可维护性、运行寿命以及未来电站化约束条件。

总体判断，“十五五”期间核聚变将进入一个以工程化验证为主线的发展阶段，技术竞争的核心不再是单纯的物理极限，而是综合工程能力与系统集成能力。

（二）能源转型与算力需求强化核聚变现实意义

在全球能源体系加速向低碳、零碳转型的背景下，传统化石能源面临长期约束，可再生能源在波动性、能量密度和空间占用等方面仍存在结构性不足。与此同时，以人工智能、大模型和数据中心为代表的新一轮算力革命，显著抬升了对稳定、连续、高功率零碳电源的中长期需求。

在这一背景下，核聚变所具备的燃料来源广泛、安全性高、无长寿命高放射性废物、可稳定出力等特征，使其战略定位正在由“远期科研方向”逐步演变为“未来能源体系的重要选项”。这一变化为核聚变在“十五五”期间获得更高层级的政策关注和资源配置奠定了现实基础。

二、十五五期间核聚变技术发展趋势研判

（一）技术路线竞争由“并行探索”转向“工程优选”

当前，核聚变领域仍呈现多技术路线并行探索的格局，不同路线在约束方式、工程复杂度和潜在商业化路径上各有差异。然而，随着研发成本持续上升、工程约束逐步显性化，单纯依赖物理指标的路线评估方式已难以支撑下一阶段决策。

进入“十五五”时期，技术路线竞争将更加突出工程化可行性与系统经济性，评价维度将系统引入装置紧凑度、功率密度、运行稳定性、维护策略、制造与安装复杂度以及供应链可获得性等因素。能够在上述维度形成整体优势的技术路线，更有可能在未来示范工程和产业化探索中占据主导地位。

（二）数字孪生与数据驱动成为研发效率核心变量

核聚变装置是高度复杂的多物理场耦合系统，传统依赖实验验证的研发方式周期长、成本高、试错空间有限。随着高性能计算、工业软件和人工智能技术的发展，基于数字孪生和数据驱动的研发模式正在成为国际前沿方向。

通过构建贯穿“需求定义—工程设计—制造装配—运行维护”的数字主线，可以在虚拟环境中对装置方案进行多轮优化，大幅降低实物试验风险，并加快工程迭代速度。“十五五”期间，能否建立系统级数字化能力，将在很大程度上决定核聚变研发主体的效率与竞争力。

（三）关键工程瓶颈仍集中在若干核心领域

综合国际研究进展与工程实践经验，核聚变在“十五五”阶段面临的工程瓶颈依然高度集中，主要体现在高场磁体与超导系统、面向等离子体的关键材料与部件，以及燃料循环与系统集成等方面。这些问题不仅技术难度高，而且高度依赖跨学科协同与长期工程积累，是决定核聚变能否迈向电站化的关键所在。

三、十五五期间我国核聚变发展的主要机遇

（一）国家未来产业布局提供战略性支撑

从国家层面看，核聚变正逐步被纳入未来能源和前沿技术体系，与量子科技、先进算力等方向形成协同布局。这一定位意味着，在“十五五”期间，核聚变相关研发和工程项目有望通过国家重大专项、央地协同平台及地方未来产业基金等多种机制获得支持。

同时，政策导向也将更加注重阶段性成果和工程化进展，推动核聚变从单纯科研投入向“科研—工程—产业”协同演进。

（二）工程化进程为高端制造升级提供牵引

随着核聚变装置逐步迈向工程化，其对高端制造体系的带动效应将日益显现。超导材料、精密加工、特种材料、真空与低温工程、电力电子与控制系统等领域，都将因核聚变需求获得高规格、强约束的应用场景。这一过程有望复制核电装备国产化的发展经验，成为推动制造业技术升级的重要抓手。

（三）科研装置体系为产业转化奠定基础

我国在磁约束核聚变领域已形成较为完整的科研装置体系，并在稳态运行和控制技术方面积累了持续经验。若能在“十五五”期间进一步打通科研装置与工程样机、产业验证之间的通道，将有助于缩短技术转化周期，提升整体创新效率。

四、企业发展策略建议

（一）聚变整机与路线型企业的发展策略

对以整机方案和技术路线为核心的企业而言，“十五五”阶段的核心任务不在于无限扩展研究方向，而在于围绕工程化目标进行聚焦。企业应建立清晰的工程里程碑体系，将研发活动与可验证成果紧密绑定。同时，应将系统工程方法和数字化能力作为基础设施优先建设，以电站化约束条件倒推技术方案选择，避免在后期因工程不可行而被迫调整路线。

（二）产业链与装备制造企业的发展策略

对产业链企业而言，核聚变提供了一个高标准、长周期但潜在回报显著的市场。企业应优先选择通用性强、路线依赖性较低的关键部件切入，通过参与联合研发和样机验证，逐步进入装置标准和接口体系。在此过程中，既要建立接近核级标准的质量与可靠性体系，又要保持工程迭代的灵活性和响应速度。

（三）能源央国企与园区运营主体的发展策略

能源央国企和园区运营主体在核聚变发展中可扮演“应用牵引者”和“示范组织者”的角色。在“十五五”阶段，可围绕园区级用能、数据中心等典型场景，提前开展核聚变未来接入条件研究，并通过组合式投资方式参与不同技术路线和产业环节布局，从而在控制风险的同时抢占未来战略主动权。

五、结论与展望

总体来看，“十五五”将是核聚变由科学探索迈向工程化成熟的关键跃迁期。这一阶段的竞争，本质上是系统工程能力、产业组织能力和长期战略定力的竞争。

对我国而言，若能在这一时期有效整合科研基础、工程能力与产业体系，不仅有望在核聚变关键技术上缩小与国际先进水平的差距，也有可能在未来核聚变商业化进程中占据更加有利的位置，为国家能源安全和高质量发展提供长期支撑。