4月8日,新華社英文頻道以《China edges closer to commercial nuclear fusion》為題,報道了中國商業核聚變的發展情況。以下是報道內容:
在尖端聚變能源技術與風險資本的雙重加持下,中國新一代年輕創新者正致力於將"人造太陽"的能量轉化為可規模化、經濟可行且具備投資價值的商業化項目。隨着人工智能的能源需求呈指數級增長,核聚變正成為破解全球能源困局的終極解決方案。
在這場關乎未來的科技競賽中,中美等聚變技術強國正加速將實驗室突破轉化為工程實踐。
一、走出實驗室
成都某工業園區內,一個基於線性場反位形(FRC)技術的緊湊型聚變裝置基地正在緊張施工。這種新型構型可打造靈活模塊化的"迷你太陽",由成立於2022年的初創公司-瀚海聚能研發。
「傳統技術路徑需要持續‘點燃太陽’」,瀚海聚能董事長項江解釋道。這種同樣被美國Helion Energy公司採用的FRC路線,能規避傳統裝置長期穩定運行的技術瓶頸。"如果說傳統技術像建造地鐵網絡,我們就是要打造高速磁懸浮列車。"
在成都以北700公里的西安,由清華大學核聚變實驗室前成員創立的星環聚能,也創造了行業奇蹟:僅用279天建成聚變實驗裝置,並在三個月內將等離子體電流翻倍。創始人陳銳這樣說道:「我們不是在改變方向,而是在重新定義技術實現路徑。」
而在上海,專注高溫超導託卡馬克技術的能量奇點團隊則在挑戰磁場強度的極限,並在今年3月取得突破:其磁體達到21.7T,超越美國麻省理工學院和CFS公司保持的紀錄。該公司計劃2027年前建成新一代託卡馬克,實現能量增益10倍的商業聚變關鍵指標。
二、政策支持
2024年,中國政府將未來能源系統核心技術的突破列為重點支持領域,核聚變成為核心關注點。這一頂層設計被廣泛譽為「中國核聚變商業化競賽的發令槍」。
上海正通過打造世界級的核設備製造和前沿核聚變研發樞紐加倍努力實現其在覈能領域的雄心壯志,同時確保其核電行業在2025年前實現兩位數的年增長。
「商業核聚變可能在2050年左右變得可行,但高溫超導體(HTS)、人工智能和先進材料的突破可能會加速這一時間表」,中核集團聚變領域首席科學家段旭如表示。
中國商業核聚變快速發展的另一個重要催化劑是其在覈聚變科學實驗中取得的紮實成就:
今年1月,位於合肥的全超導託卡馬克實驗裝置(EAST)實現了長達1066秒的穩態高約束等離子體運行,創下新的世界紀錄,標誌着核聚變發電研究的重大突破。
3月底,成都的另一台「人造太陽」中國環流三號(HL-3)也實現了一個里程碑:原子核和電子溫度均超過1億攝氏度,標誌着燃燒實驗進入了新階段。
三、未來面對的挑戰
有業內人士指出,儘管有這些雄心勃勃的計劃,但核聚變的產業化仍面臨關鍵技術挑戰。
目前的裝置僅能在百秒級別運行,遠低於長期運行的需求。極端的核聚變環境,如高溫和強烈的中子輻射,需要最先進的耐受材料,而這些材料仍處於欠發達狀態。此外,實現淨能量增益需要更高的裝置效率和更好的系統協調。
項江將這些挑戰比作建造一個「鍊金爐」。「在掌握核聚變的同時,設計一個能夠承受百萬度高溫和突然衝擊的反應堆是一項需要全行業合作的任務。」
儘管核聚變領域的風險投資興趣日益增長,但中國的投資仍然不足。對此,陳銳也坦言:「在過去五年中,中國在該領域的私人資金總額僅為5億美元,遠低於同期美國約50億美元的投資。」
輕舟資本是瀚海聚能的投資方之一,其執行董事康建樹承認,核聚變要求投資者堅持長期主義,適合那些真正致力於深耕硬核技術的投資機構。他還補充道:「尋求短期回報或快速商業化的資本會發現其與該領域本質上不兼容,我們的投資期限可以長達8到10年,耐心是關鍵。」
除了其長期目標外,瀚海聚能還採取了「沿途下蛋」的策略,以在整個漫長過程中為投資者帶來一些回報。這包括探索中子源在醫療和工業領域的商業應用,如癌症放射治療、核藥同位素生產、中子成像和核廢料處理。