可控核聚变被誉为人类的“终极能源”，在“热堆-快堆-聚变堆”的核能发展“三步走”战略中，聚变堆是远期建设的主力堆型。中国工程院院士叶奇蓁强调，核聚变能是颠覆性的核能技术，一旦成功，将为人类提供几乎无限的能源。聚变堆技术也是全球各国高度合作与竞争的领域。
自参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划以来，中国的核聚变科研实力显著提升，技术从跟跑到并跑，部分技术已达到国际领先水平。近年来，中国在可控核聚变研究方面不断取得突破。例如，2022年10月，新一代“人造太阳”——中国环流三号(HL-3)实现了115万安培放电;2023年4月，东方超环(EAST)首次实现了403秒的长时间高约束模式运行。
EAST
全球范围内，政府、企业和资本的共同努力正在加速聚变能的商业化进程。根据美国聚变工业协会(FIA)发布的《2024年聚变能产业报告》，全球聚变能公司数量持续增加，2024年新增3家公司，总数量达到45家，其中包括中国的星环聚能。
刘永指出，尽管有公司宣称在未来几年实现核聚变商业发电，但这违背了核能技术从实验到规模应用的基本规律，需要理性看待。可控核聚变能的开发可分为六个阶段：原理实验、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆，各阶段依次迭代，逐步释放技术风险。ITER项目目前仍在建设中，主要解决规模化实验及燃烧实验的关键问题。
同时，欧洲、美国、日本、俄罗斯等国家也在积极制定各自的磁约束核聚变能发展战略，目标大多聚焦在本世纪中叶前后实现核聚变能应用。
除了聚变堆，中国在热堆和快堆领域也取得了显著进展。热堆技术已经从二代向三代升级，主力堆型“华龙一号”正在加速批量化建设，并在海外市场受到好评。2020年9月，中国自主知识产权的三代核电技术“国和一号”完成研发。中核集团“华龙一号”总设计师邢继表示，未来将从提升系统安全性、经济性，与新技术融合发展，提升运维效率，以及小型化与多用途应用等方面优化提升热堆技术。
在快堆领域，中核集团党组书记、董事长余剑锋表示，中国快堆技术正在不断成熟，一体化快堆战略性研发已启动实施。中核集团将加快推动快堆发展，力争2035年前实现一体化快堆工程示范，大型后处理厂建成投产，具备商业化应用条件。
叶奇蓁院士认为，中国核能发展正处于重要的战略机遇期，应继续坚持核能发展“三步走”战略，持续发展热堆，加快快堆核能发展，助力实现“双碳”目标，并加强可控核聚变技术研发和工程示范。中国工程院院士杜祥琬指出，核能是实现“双碳”目标的重要组成部分，未来发展空间巨大。预计到2035年，中国在运在建核电装机合计约2亿千瓦，发电量占比达到10%;到2060年，核电装机规模需要达到4亿千瓦以上，发电量占比达到20%以上，以实现碳中和目标。
