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終極能源！蓋茨、貝索斯押注的可控核聚變：中國(guó)公司跟進(jìn)了-全球速遞

2023-05-16 06:41:07來(lái)源：快科技  

可控核聚變，這個(gè)原本只會(huì)在電影中看到的技術(shù)，近一兩年間成為了投資界的香餑餑，吸引了一眾鼎鼎大名的大佬入場(chǎng)，其中不乏微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨、OpenAI首席執(zhí)行官山姆·阿爾特曼和亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯這些如雷貫耳的名字。

終極能源解決方案

從大體上看，核聚變的原理不難理解，就是模仿太陽(yáng)的工作機(jī)制，讓兩個(gè)原子核聚合成一個(gè)更大的原子，并在這個(gè)過(guò)程中釋放出巨大能量。


(資料圖片)

即便站在人類文明史的角度來(lái)看，可控核聚變也具有重大意義。其原材料在自然界中取之不盡，再加上排放無(wú)污染，說(shuō)不準(zhǔn)能成為解決能源問(wèn)題的終極方案。

據(jù)核聚變工業(yè)協(xié)會(huì)（FIA）發(fā)布的報(bào)告顯示，在過(guò)去的2022年里，全球有超過(guò)30家公司致力于實(shí)現(xiàn)核聚變的商業(yè)化，這些公司已累計(jì)獲得超過(guò)50億美元融資。

那么，為何此前甚少被提及的核聚變賽道，如今卻受到資本的此般熱捧呢？

事實(shí)上，自美國(guó)物理學(xué)家貝特在1939年通過(guò)實(shí)驗(yàn)確證了核聚變以來(lái)，人類在這一方向上的探索便一刻也未停下。

直到近年來(lái)，可控核聚變?cè)诩夹g(shù)上接連取得重要突破，使得越來(lái)越多人開(kāi)始相信其走向商用化的日子不遠(yuǎn)了。

2021年5月28日，基于40多年的努力，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院有“人造太陽(yáng)”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行。

這項(xiàng)突破是人類向核聚變能源應(yīng)用上邁出的重要一步。據(jù)了解，在中央廣播電視總臺(tái)同年底發(fā)布的2021年度國(guó)內(nèi)十大科技新聞中，該項(xiàng)技術(shù)突破位列第一。新紀(jì)錄進(jìn)一步證明了核聚變能源的可行性，也為其邁向商用化奠定物理和工程基礎(chǔ)，相關(guān)科研人員如此介紹道。

今年4月12日晚，EAST又一次創(chuàng)造了新的歷史，成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒。

借由聚變能解決能源問(wèn)題，一直是全球各國(guó)關(guān)注的重要事項(xiàng)，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃正是由此而生。該計(jì)劃是全世界最大的大科學(xué)工程國(guó)際科技合作計(jì)劃之一，旨在探索聚變能的可行性，承擔(dān)該計(jì)劃的成員國(guó)分別為中國(guó)、美國(guó)、歐盟、俄羅斯、印度、日本和韓國(guó)。

大佬紛紛下場(chǎng)

在技術(shù)突破的利好之下，大佬紛紛下場(chǎng)押注核聚變商業(yè)化。

最早鎖定核聚變賽道的大佬是OpenAI首席執(zhí)行官山姆·阿爾特曼，他早在2015年便向一家名為Helion Energy的核聚變初創(chuàng)公司投資了第一筆950萬(wàn)美元。而在2021年11月，他又向該公司注資3.75億美元，這也是他迄今做過(guò)的最大的投資項(xiàng)目。

微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨于2021年投資了從麻省理工學(xué)院獨(dú)立出來(lái)的核聚變初創(chuàng)公司Commonwealth Fusion Systems，幾乎在該項(xiàng)投資的同一時(shí)間，亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯投資了加拿大的核聚變公司General Fusion。今年3月，比爾·蓋茨再次出手，投資了另一家核聚變能源公司Type One Energy。

那么，這些被投公司之間有何不同呢？

在產(chǎn)生核聚變的環(huán)境中，氣體處于等離子態(tài)，溫度高達(dá)上億度，無(wú)法使用普通物體接觸，因此，如何約束這團(tuán)高溫高壓的等離子體正是關(guān)鍵所在。

目前，可控核聚變的技術(shù)路線大體有三種，分別是重力場(chǎng)約束核聚變，激光慣性約束核聚變和磁約束核聚變，相較而言，后兩種方式更為主流。

在激光慣性約束核聚變路線上，最具代表性的有我國(guó)的神光計(jì)劃和美國(guó)的國(guó)家點(diǎn)火計(jì)劃；而在磁約束核聚變路線上，還可以細(xì)分出托卡馬克、仿星器、磁鏡、反向場(chǎng)和球形環(huán)等，目前，這兩種可控核聚變路線都取得了一定進(jìn)展。

美國(guó)新能源初創(chuàng)公司Commonwealth Fusion Systems成立于2017年，衍生于美國(guó)麻省理工學(xué)院，與后者共同打造緊湊型高磁場(chǎng)托卡馬克裝置，并計(jì)劃建造世界上第一個(gè)聚變電廠ARC。

2021年12月，Commonwealth Fusion Systems宣布完成B輪18億美元融資，這也是截至目前，全球可控核聚變領(lǐng)域最大的單筆融資，包括比爾·蓋茨、索羅斯、老虎環(huán)球基金和谷歌等均有參與。

在2013年創(chuàng)辦Helion Energy之前，首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人David Kirtley曾在美國(guó)能源部從事聚變項(xiàng)目的工作。自成立至今的10年里，Helion Energy前后共拿到了7輪融資，最近一輪是2021年11月的E輪，共5億美金。

General Fusion是一家成立于2002年的加拿大公司，它與Helion Energy選擇的技術(shù)路線一致，即同時(shí)利用磁場(chǎng)和慣性力量實(shí)現(xiàn)核聚變，其在英國(guó)建設(shè)的工廠預(yù)計(jì)將于2025年投入運(yùn)營(yíng)。

Type One Energy于2019年在美國(guó)成立，與大多數(shù)同行不同，這家公司沒(méi)有選擇打造托卡馬克裝置，而是選擇了用仿星器實(shí)現(xiàn)核聚變的技術(shù)路線。

長(zhǎng)期以來(lái)，可控核聚變的發(fā)展都是由國(guó)家層面主導(dǎo)，主流的發(fā)展方向是打造超大型托卡馬克裝置，最終目標(biāo)是建造可控核聚變發(fā)電站，最具代表性的便是ITER計(jì)劃下的龐然大物。

總體而言，大多數(shù)創(chuàng)業(yè)公司則主攻小型托卡馬克裝置，開(kāi)辟新的商業(yè)模式，這是因?yàn)樾⌒屯锌R克裝置的建設(shè)速度和迭代效率更優(yōu)，更適合創(chuàng)業(yè)公司的節(jié)奏。

核聚變投資在中國(guó)

伴隨技術(shù)上的突破，商業(yè)公司和風(fēng)險(xiǎn)投資開(kāi)始大舉進(jìn)入核聚變賽道，這種趨勢(shì)在美國(guó)最為凸顯。不過(guò)，近年來(lái)我國(guó)在核聚變領(lǐng)域也不斷取得技術(shù)突破，同樣積蓄了不俗的科研力量。

在核聚變賽道，國(guó)內(nèi)近兩年開(kāi)始出現(xiàn)不錯(cuò)的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，引起眾多資本方的關(guān)注。

其中，最具代表性的是能量奇點(diǎn)和星環(huán)聚能，二者皆成立于2021年，吸引了紅杉中國(guó)種子基金、蔚來(lái)資本、藍(lán)馳創(chuàng)投、中科創(chuàng)星、順為資本和昆侖資本等財(cái)務(wù)投資機(jī)構(gòu)，還出現(xiàn)了米哈游、騰訊等產(chǎn)業(yè)方的身影。

能量奇點(diǎn)創(chuàng)始人兼CEO楊釗2009年本科畢業(yè)于北大物理系，2017年獲得斯坦福大學(xué)理論物理與人工智能交叉研究方向博士學(xué)位，其研究方向橫跨量子物理和人工智能兩大前沿領(lǐng)域，在業(yè)界實(shí)屬罕見(jiàn)。

目前，能量奇點(diǎn)已與中國(guó)核工業(yè)西南物理研究院簽訂協(xié)議，計(jì)劃共同研發(fā)全球首臺(tái)基于全高溫超導(dǎo)磁體的托卡馬克。

星環(huán)聚能創(chuàng)始人陳銳畢業(yè)于清華大學(xué)工程物理系，博士畢業(yè)后便留校做相關(guān)科研，他和清華同系主要研究開(kāi)發(fā)成員于2021年在陜西創(chuàng)辦了星環(huán)聚能，技術(shù)基礎(chǔ)來(lái)自運(yùn)行了20年的清華大學(xué)球形托卡馬克探索裝置SUNIST。

就目前來(lái)看，由于核聚變領(lǐng)域的技術(shù)門檻極高，產(chǎn)業(yè)化周期很長(zhǎng)，再加上項(xiàng)目研究耗資甚大，行業(yè)內(nèi)可投資標(biāo)的仍是少數(shù)，總量在個(gè)位數(shù)。

中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊對(duì)核聚變的商業(yè)前景看好，他認(rèn)為，科學(xué)理論上已經(jīng)證明可控核聚變的可行性，但全球能做可控核聚變的人寥寥無(wú)幾，國(guó)內(nèi)更是屈指可數(shù)。當(dāng)他看到星環(huán)聚能的時(shí)候，感覺(jué)就像是在2016年看到自動(dòng)駕駛或商業(yè)航天，可控核聚變的市場(chǎng)非常大，商業(yè)價(jià)值也非常高，一旦做成，回報(bào)率將非常可觀。

在潤(rùn)土投資創(chuàng)始合伙人魏堅(jiān)看來(lái)，目前，核聚變商業(yè)化領(lǐng)域還沒(méi)有配套的產(chǎn)業(yè)扶持政策，在這一時(shí)期出手的民間投資主要是占坑思路，勇于在特別早期階段創(chuàng)新試錯(cuò)。

追溯過(guò)往的科技發(fā)展規(guī)律，人們往往會(huì)高估技術(shù)在三年內(nèi)的影響力，而低估其在十年后的變化。目前，還很難準(zhǔn)確預(yù)判可控核聚變商用落地時(shí)間，但一旦到來(lái)，其對(duì)社會(huì)的影響將無(wú)比深遠(yuǎn)。

早在1950年代，蘇聯(lián)核物理科學(xué)家列夫·阿爾茨莫維奇曾說(shuō)過(guò)，“當(dāng)社會(huì)需要核聚變技術(shù)的時(shí)候，核聚變就能實(shí)現(xiàn)。”如今，人類對(duì)可控核聚變的需要遠(yuǎn)超過(guò)去，是否意味著它的實(shí)現(xiàn)已不再遙遠(yuǎn)？

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