近日，瀚海聚能组织申报的《面向聚变装置瞬态工况的兆瓦级微秒脉冲能量输出与回收储能系统研制与应用示范》项目，经四川省科技厅批准正式立项，列入四川省重点研发计划，并获得相关科研经费支持。这是该省级研发计划首次以项目形式支持聚变商业化技术探索，落点正是FRC（场反位形）技术路线独有的聚变发电方式—脉冲能量输出与回收储能。

聚焦能量回收
FRC聚变技术商业化的“必答题”

   全球核聚变正从实验验证加速迈向工程化、商业化，关注点由“能否点火”转向“能否经济发电”。兼具紧凑性与经济性潜力的FRC路线因此更受关注。作为国内首家FRC商业公司，瀚海聚能长期推进FRC技术研究及工程化，并较早认识到能量回收的关键意义：FRC脉冲运行时，聚变能量多以脉冲磁能存储，电磁直接回收理论效率可超90%，回收效率直接决定净能量增益与度电成本。然而，国内在聚变瞬态工况兆瓦级“输出—回收—储能”一体化脉冲能量管理领域尚属空白。

   瀚海聚能申报的项目正是聚焦这一关键环节。项目将采用“拓扑—器件—控制—集成—示范”技术路线，依次攻克极端工况能量双向快速转换拓扑、高di/dt和dv/dt耐受固态功率开关阵列、纳秒级同步全分布式控制算法等关键技术，最终研制一套包含双向脉冲电源模块、固态功率开关阵列、混合储能单元及智能控制系统的兆瓦级脉冲能量输出与回收工业样机，形成从原理验证、子系统构建到工程应用的全链条能力。

   该项目的实施将进一步验证FRC在能量转化与回收方面的优势，推动该技术路线在应用端兑现经济性。四川省科技厅将“兆瓦级微秒脉冲能量输出与回收储能系统”单独立项，既体现了对核聚变商业化探索的关注与支持，也坚定了公司攻克脉冲能量管理关键环节、解出这道“必答题”的信心。

攻关兆瓦级微秒脉冲
打通“输出—回收”工程闭环

   项目最终目标是完成兆瓦级脉冲能量输出与回收工业样机，并安装至聚变装置开展真实环境应用。这就决定了研制出的样机必须具备支持聚变装置运行的高标准：要在极端瞬态工况下完成高难度、高可靠性的系统集成，其挑战远超常规脉冲电源系统构建。


    “要实现这个目标，关键就在于兆瓦级双向快速转换拓扑的多目标优化设计、超高di/dt和dv/dt耐受功率开关阵列的动态均压均流、纳秒级全分布式同步控制、多物理场耦合热管理与可靠性设计。”瀚海聚能研发人员介绍。


   面对极限条件下的技术攻关挑战，瀚海聚能底气来自技术路线与工程实践的双重支撑。技术上，公司在脉冲功率、电力电子与聚变装置工程领域组建了具备工程经验的研发团队，前期在角箍缩脉冲电源等子部件研制中已积累高电压、大电流脉冲工况下的设计与调试经验，为开关阵列、拓扑设计与控制算法攻关打下基础；工程上，公司已在第一代聚变装置上验证了角箍缩脉冲电源、稳态电源等核心子部件，目前正开展形成区等离子体物理实验，从工程层面验证θ-pinch形成FRC等离子体，过程中已积累大量工艺参数、实测性能和调试经验。这些积累将为关键模块研制、系统集成及聚变装置场景应用示范提供有力支撑。

按“三步走”兑现里程碑
以专项成果支撑“第1度电”

   在项目推进上，瀚海聚能将按节点兑现工程目标，一步一个脚印扎实推进，采用“理论建模→关键模块研发→系统集成→应用验证”递进式技术路线。第一阶段完成双向快速转换拓扑理论建模与仿真优化，确定开关阵列器件选型和架构方案，完成全分布式控制算法原型设计与仿真验证；第二阶段研制功率开关阵列工程模组、混合储能单元样机和分布式控制器工程样机，完成各模块独立性能测试与优化迭代；第三阶段完成全系统集成与实验室满功率联调测试，在聚变装置场景进行适配性安装和应用示范，同步完成专利和标准申报及项目验收。


   值得一提的是，项目第二阶段、第三阶段目标与瀚海聚能“三步走”发展规划紧密衔接，分别对应在第二代装置上验证发电机理与能量回收机理，推动首次实现FRC聚变发电；在第三代装置上提升脉冲核聚变反应频率，支撑兆瓦级示范电站建设。这意味着，能量回收样机的研制节奏并非孤立推进，而是直接嵌入公司从“点亮”到“发电”的工程时间表。

   从行业层面看，直接能量回收绕过了“烧开水—蒸汽轮机”的间接转换路径，把FRC脉冲运行中原本可能以热负荷耗散的磁能直接提取回用，为小型化、模块化聚变电站提供了工程基础；从商业化层面看，样机在真实装置上的输出与回收实测，将把净能量增益和度电成本从方案推算变为可验证指标，检验FRC路线能否真正兑现经济性。对瀚海聚能而言，这条路径的落点很明确：以能量回收这一底层能力的突破，支撑FRC路线按“三步走”节点交出“第1度电”，为中国聚变能源商业化探索一条紧凑、经济、可复制的技术路径。