
核融合(Fusion)能源,不再僅是過去科幻小說或漫畫世界中描繪的夢幻故事,如今已然成為商業人士眼中的「現實」,為實現這一技術而展開的競爭正日益激烈。這被稱為「宇宙的終極能源」,它不僅有潛力將人類文明推向下一個階段,更有望在未來形成高達1000兆日元的巨大市場。

核融合科技匯聚了人類最尖端的物理學、材料科學與工程技術,它模仿太陽的能量產生方式,以取之不盡的海水中的氫同位素為燃料,不產生溫室氣體,也無核分裂反應那樣的高放射性廢料隱憂。這項革命性技術正從實驗室走向實用化的關鍵階段,引領我們邁向一個能源豐沛、環境友善的嶄新時代。
1. 終極原理承諾的無限能源與本質上安全的未來核融合(Fusion)能源令人期待的最大原因在於,其原理從根本上顛覆了現今能源面臨的所有限制。
終極反應原理
當前主流的核能發電(核分裂,Fission)是通過「分割」鈾或鈽等超巨大且不穩定的原子來獲取能源;而核融合則是將氫的同位素(氘和氚)這些超輕量原子「結合」產生氦。這符合宇宙中最美麗的法則:原子趨向於接近最穩定的形態(如鐵)時會釋放能量,而結合反應比分裂反應釋放出更多的能量。

擺脫資源與環境限制
這種融合反應的燃料是海洋中實際上無窮無盡的氘。一旦實現,據說能夠滿足地球上所有電力需求長達1000萬年,能源短缺的概念將成為過去。此外,對環境的負擔也將大幅改善。核融合完全不排放二氧化碳(CO₂),唯一的排放物是氦。同時,它不會產生像核分裂那樣需要埋藏數萬年的「超長壽命核種」(高放射性廢物)。雖然反應爐內的設備可能會帶有需要隔離數十年的放射性,但其處理方式與需要處理數萬年的核分裂廢料有根本的不同。

沒有失控風險的本質安全性
核融合被確信是未來能源的最大因素是其本質的安全性。核分裂反應理論上存在自發連鎖反應而失控的風險,而核融合則需要克服原子間的庫侖斥力,維持1億度的超高溫狀態才能發生,這是人類必須付出極大努力才能實現的能源。因此,若運行中發生任何錯誤或異常,反應會立即停止,理論上不存在連鎖反應或失控事故的風險,這點作為未來基礎設施極為重要。
2. 實用化競爭加劇與2030年代迫近的實證未來
核融合曾經是科幻世界(如《哆啦A夢》或《鋼彈》)中描繪的夢想能源,如今已經結束了科學基礎研究階段,對商業人士而言已成為「現實」,全球正展開邁向社會實施的「最後一哩競賽」。

挑戰1億度與日本的優勢
實現核融合需要創造如同太陽核心一樣,使原子高速運動並碰撞的1億度超高溫狀態,並需要技術將其封閉。在穩定創造這種高溫的加熱裝置,即被稱為「巨型微波爐」(迴旋加速器等)的核心技術上,日本擁有全球領先優勢。幾十年來,三菱、東芝、日立等日本製造商與科學家們,在不直接產生利益的時期仍幾乎「無償」地持續支持這些核心部件的研究,甚至有說法稱沒有日本的技術,全球核融合研究將陷入困境。

迫近的具體時間表
這項技術正迅速邁向實用化:
• 超短期(2028年):美國的初創企業已與微軟簽約,提供核融合電力。
• 短期(2030年代):日本政府在2025年6月修訂的「核融合能源創新戰略」中,明確提出在2030年代實現核融合能源發電示範的目標。這大幅提前了先前設定在「2050年左右」的政府目標。
• 長期(2050年以後):發電示範成功後,核融合電力普及到一般家庭,讓整個社會受益,至少需要10年以上的時間。

3. 日本宏大的經濟機遇與國家戰略的重要性
核融合能源未來可能形成與全球汽車產業(600至700兆日元)相當的1000兆日元市場。
能源輸出國的未來
首先建立這個新產業,掌握供應鏈和知識產權核心的國家,將成為21世紀之後的世界強國。一旦核融合實現,日本將首次在歷史上成為能源出口國(貿易順差國),實現「像沙烏地阿拉伯一樣」的宏大經濟願景。傳統能源由地理學支配,而核融合後的能源結構將轉變為擁有技術(知識學問)的國家掌握利益。
從萌芽期開始構建的日本技術基礎
日本的核融合研究基礎始於1945年戰敗後,當時美國禁止原子能研究,湯川秀樹等人認為「核融合是能在全球競爭的領域」,從萌芽期便開始建立。日本的科學家、研究機構(QST、NIFS)以及企業協作,保持了世界頂尖水平。
然而,在這「最後一哩」的關鍵時刻,日本面臨巨大考驗。美國在初創企業競爭中領先,中國作為國策投入巨資,短期內迅速趕上,擁有技術優勢的日本存在如同過去的半導體和太陽能面板一樣,在最後關頭失速的風險。
日本的戰略(FIEIS)正通過強化產學官合作框架(J-Fusion,92家公司參與),領導國際標準化和供應鏈建設,力圖把握這個歷史性機遇。

4. 超越電力供應的文明級變革
核融合能源的未來不僅僅是增加電力供應。

在醫療領域的貢獻
核融合反應產生的中子(一種輻射)有望為人類福祉做出貢獻。特別是在癌症治療方面,若能通過核融合產生大量中子,現在只能在核反應堆等設施進行的高級治療方法——硼中子捕獲治療(BNCT),將可能更加普及,大大有助於早期階段的預後改善。
人類的下一階段
如果能源變得無窮無盡,環境負擔極小化,人類將進入不需要爭奪或擔憂能源短缺的終極世界。然而,這同時意味著人類可能從外部限制(資源有限性或全球暖化等)中解放,無限追求慾望的可能性。在這個未來中,不僅是能源技術的進步,更考驗人類能否通過內心湧現的道德心來自我控制,選擇永續繁榮。
核融合的實現不僅是科學技術的頂點,也將開啟檢驗人類這一物種文明完成度的宏大下一階段之門。
