界面新聞?dòng)浾?| 戴晶晶
中國(guó)又一家商業(yè)核聚變公司走到臺(tái)前，但這次不是采用托卡馬克技術(shù)了。
“我們成立至今已進(jìn)行了不止一輪融資，加起來超過5000萬元?！?月5日，瀚海聚能(成都)科技有限公司(下稱瀚海聚能)相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受界面新聞采訪時(shí)表示，為了支持在明年建設(shè)完成第一代聚變裝置，當(dāng)前該公司已開啟新一輪的融資。
瀚海聚能成立于2022年12月30日，注冊(cè)地在四川成都。天眼查APP顯示，瀚海聚能在2023年3月和2024年4月，完成了種子輪和天使輪融資，投資方包括輕舟資本、奇績(jī)創(chuàng)壇、華映資本和厚實(shí)基金。
其中，輕舟資本創(chuàng)立于2016年，是早期硬科技企業(yè)的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)投資者；奇績(jī)創(chuàng)壇于2018年創(chuàng)立，創(chuàng)始人兼CEO為前百度總裁兼COO、微軟執(zhí)行副總裁、雅虎執(zhí)行副總裁陸奇。
這是最新出現(xiàn)在公眾視野里的國(guó)內(nèi)商業(yè)核聚變玩家。目前，中國(guó)主要的商業(yè)核聚變公司包括能量奇點(diǎn)能源科技(上海)有限公司(下稱能量奇點(diǎn))、陜西星環(huán)聚能科技有限公司(下稱星環(huán)聚能)、聚變新能(安徽)有限公司(下稱聚變新能)和新奧集團(tuán)等。
瀚海聚能的創(chuàng)始人、CEO項(xiàng)江有20多年的可控核聚變領(lǐng)域研究、工作經(jīng)驗(yàn)，曾任職于中國(guó)工程物理研究院北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所。
該公司的首席科學(xué)指導(dǎo)武松濤為國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)托卡馬克部真空室總體項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人及ITER高層協(xié)調(diào)會(huì)議協(xié)調(diào)人及秘書，曾任國(guó)家重大科學(xué)工程“EAST(HT-7U)超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”項(xiàng)目總經(jīng)理助理、副總工程師。
成都是中國(guó)最早從事核聚變能源開發(fā)的專業(yè)研究院——核工業(yè)西南物理研究院的所在地，擁有較強(qiáng)的核工業(yè)體系。去年12月29日，由中核集團(tuán)牽頭，聯(lián)合24家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體也在成都宣布成立。
這是瀚海聚能選址成都的重要原因。2023年6月，瀚海聚能與核工業(yè)西南物理研究院舉行了HHMAX901聚變實(shí)驗(yàn)裝置概念設(shè)計(jì)技術(shù)開發(fā)合同簽約儀式。
“瀚海聚能將與西物院展開深入合作，并逐步推動(dòng)、展開與國(guó)內(nèi)聚變行業(yè)主要研究機(jī)構(gòu)及眾多專家的技術(shù)合作，在一年內(nèi)建成第一代實(shí)驗(yàn)裝置并放電成功?！卞＞勰茉诋?dāng)時(shí)的新聞稿中稱。
核聚變是輕原子核結(jié)合成較重原子核并放出巨大能量的過程。由于聚變?cè)牧腺Y源相對(duì)豐富，且無污染排放，因此可控核聚變被一直認(rèn)為是人類解決能源問題的重要出路，視為“終極能源”。
當(dāng)前可控核聚變技術(shù)路線主要有三種：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。其中，磁約束核聚變研究裝置包括托卡馬克、仿星器、反向場(chǎng)箍縮、場(chǎng)反位形及磁鏡等。
托克馬克被譽(yù)為“人造太陽”，其裝置的中央是一個(gè)環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈，像一個(gè)甜甜圈，在通電時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的螺旋形磁場(chǎng)，將其中的等離子體加熱到很高的溫度。全球規(guī)模最大的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一ITER就是一個(gè)巨大的托卡馬克裝置。
隨著高溫超導(dǎo)、AI等技術(shù)進(jìn)步，美國(guó)Commonwealth Fusion Systems公司(CFS)打造緊湊型磁約束托卡馬克裝置、美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)激光核聚變點(diǎn)火“成功”等行業(yè)動(dòng)態(tài)推動(dòng)聚變產(chǎn)業(yè)成為熱點(diǎn)，2021年起全球商業(yè)核聚變公司涌現(xiàn)，2021年10月-2022年7月期間行業(yè)融資規(guī)模增加28億美元。
在中國(guó)，能量奇點(diǎn)和星環(huán)聚能等商業(yè)公司也于2021年相繼成立，并已獲得數(shù)億元融資。今年6月，能量奇點(diǎn)設(shè)計(jì)研發(fā)和建造的洪荒70裝置成功實(shí)現(xiàn)等離子體放電，為全球首臺(tái)全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置。
2023年7月，由清華大學(xué)設(shè)計(jì)、星環(huán)聚能和清華大學(xué)聯(lián)合建設(shè)的SUNIST-2建成并開展了首輪運(yùn)行，獲得100千安培等離子體電流，該裝置為球形托卡馬克。
但瀚海聚能選擇的技術(shù)路線并不是托卡馬克，而是磁約束中的場(chǎng)反位形(FRC)的直線型裝置，對(duì)標(biāo)美國(guó)明星創(chuàng)業(yè)公司Helion。
FRC是沒有環(huán)形場(chǎng)線圈的較簡(jiǎn)單的磁約束系統(tǒng)，內(nèi)部等離子體產(chǎn)生的反向電流會(huì)形成與外部磁場(chǎng)反向的磁場(chǎng)，使得等離子整體形成一個(gè)封閉的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體的約束。
早在上個(gè)世紀(jì)50年代科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了FRC的現(xiàn)象，但當(dāng)時(shí)的材料、制造水平以及研發(fā)成果并不支持FRC成為主流技術(shù)路徑。
1998年，美國(guó)TAE Technologies成立，采用并持續(xù)驗(yàn)證FRC技術(shù)；2013年成立的美國(guó)公司Helion基于FRC技術(shù)建設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置，已建成第六代裝置Trenta，第七代聚變?cè)蜋C(jī)名為Polaris，預(yù)計(jì)將在2024年展示凈發(fā)電能力。
Helion Energy獲得了美國(guó)Open AI創(chuàng)始人山姆·阿爾特曼，和微軟等企業(yè)的投資。2023年5月，微軟與Helion簽署對(duì)賭協(xié)議，將于2028年向后者購(gòu)買50 MW的聚變發(fā)電量。
上述提及的相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴界面新聞，瀚海聚能已經(jīng)在為裝置工程化做準(zhǔn)備，今年下半年第一代實(shí)驗(yàn)裝置將開建，并于2025年建成。
“第二代裝置預(yù)計(jì)從2026年開始規(guī)劃建造，目標(biāo)是能夠凈發(fā)電?！痹撠?fù)責(zé)人說，到2028-2030年，公司不斷迭代的裝置將實(shí)現(xiàn)10-50兆瓦的發(fā)電能力。
FRC的低成本、快速迭代能力，以及具有在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)中子源的優(yōu)勢(shì)，是瀚海聚能選擇這條技術(shù)路線的主要原因。
“托卡馬克是核聚變過去的主流路徑，但現(xiàn)在是一個(gè)技術(shù)大爆發(fā)的年代，比得是誰能夠更快地進(jìn)行技術(shù)迭代，實(shí)現(xiàn)工程化?！鄙鲜鲐?fù)責(zé)人指出，瀚海聚能一代裝置的成本約為3億元，由于可以快速模塊化迭代，后續(xù)裝置的成本將會(huì)更便宜，最終在度電成本上擁有很大的優(yōu)勢(shì)。
另外，瀚海聚能認(rèn)為線型聚變技術(shù)路線具有在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)中子源的優(yōu)勢(shì)，在2026-2028年期間就可以創(chuàng)造一定營(yíng)收。中子源能用于核醫(yī)療、中子照相等領(lǐng)域，同時(shí)為聚變行業(yè)急需的第一壁材料中子輻照測(cè)試、氚增殖方案驗(yàn)證等提供合適的中子源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月17日，聚變行業(yè)協(xié)會(huì)(FIA)發(fā)布《2024年全球聚變行業(yè)報(bào)告》，全球共有45家核聚變商業(yè)企業(yè)參與調(diào)研，累計(jì)融資規(guī)模達(dá)到71億美元，較2023年增加9億美元。
在這些企業(yè)中，有8家企業(yè)采用仿星器技術(shù)路線、7家采用激光慣性約束。此外，采用托卡馬克、球形托卡馬克、FRC技術(shù)路線的商業(yè)公司均為3家。
調(diào)研數(shù)據(jù)同時(shí)顯示，在35家受訪回復(fù)的企業(yè)中，有3家認(rèn)為2030年之前，該公司就可以實(shí)現(xiàn)把電力輸送到電網(wǎng)；22家認(rèn)為，這將在2030-2035年之間實(shí)現(xiàn)。