追赶2030发电目标:"人造太阳"竞速
他向南方周末记者介绍,诺瓦聚变走的FRC-SMR路线兼具磁约束与惯性约束的技术特点,采用脉冲磁压缩运行模式与小型模块化设计,建设成本较低,单台50MW 商用机组造价约1亿美元,相比大型聚变堆成本下降约100倍,建造周期仅数年,规模化后度电成本可低至 0.01美元。这些特点使FRC-SMR有望能够在5到10年的窗口期内,以较低成本满足AI算力对稳定绿电的需求。
在高天垚看来,托卡马克这条路,“国家队”和大型机构已经先行一步了。“一家新创公司如果还是做托卡马克,再找我,我不会投。”他认为,核聚变投资的大逻辑在于差异化,“你得有一条别人没有走过的路”。
他认为,民营企业的独特价值在于敢为人先。虽然目前核心资源依然集中掌握在“国家队”手中,但民营企业往往更乐于率先探索高温超导、人工智能、3D打印等前沿技术在聚变领域的应用落地。
“我们只能剑走偏锋,去选择一条更有经济效益的技术路线。”在项江的规划中,在第一代装置上,公司将首次实现FRC核聚变反应,测定中子产额,为基于“聚变中子源”的商业化应用打下技术基础。在未来3—5年中,陆续推进第二、第三代聚变装置研发,验证FRC独有的“磁能发电机理”和“能量回收系统”,最终实现兆瓦级聚变电站的落地。
这是FRC聚变技术路线独有的发电方式,该方式绕过“热能—蒸汽—机械能—电能”的能量多重转换机制(俗称“烧开水”),大幅降低能量损耗,理论上具备发电成本更低、效率更高的优势。
项江算过一笔账,建成装置后,公司整体融资体量大概在30亿元左右。这个数字连托卡马克装置的一个零头都不到,“托卡马克一个真空室的造价,就远远超过我们全部的融资需求”。
“沿途下蛋”
目前,全球核聚变领域的竞争已进入白热化阶段,美国商业公司的锚定点是2030至2035年。
多家美国公司正沿着不同的技术路线全力冲刺。其中,进度最快、最具代表性的两家公司是上述提到的Helion Energy和CFS,它们均启动了商用发电厂的建设或设计。
其中,最激进的是Helion,在2023年5月与微软签署了首份购电协议,计划2028年之前建成首座聚变发电站,并向微软出售至少50兆瓦的电力。不过,双方未披露电价等协议细节。
一名核聚变行业人士向南方周末记者表示,Helion对外披露的信息并不充分,难以判断发电计划能否成功。“Helion有严格的竞业协议,很难去其工厂实地参观。”
2025年1月,位于合肥的全超导托卡马克EAST装置获得重要成果,成功实现了上亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,再次创造了托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。两个月后,中核集团核工业西南物理研究院新一代人造太阳“中国环流三号”,首次实现原子核和电子温度均突破一亿摄氏度,综合参数聚变三乘积实现大幅跃升。
2026年2月2日,民企能量奇点宣布,旗下的“洪荒70”装置在第5755次实验中实现1337秒稳态长脉冲等离子体运行。
不过,从实验装置到商业化电站,仍有巨大的鸿沟需要跨越。
“不能因为一次实验突破,就认为明天可以商业发电。”中国科学院院士、国际核能院院士、凤麟核创始人吴宜灿提醒,聚变商业化不是某个物理参数取得突破就完成了,而是整个系统都要过关。商用聚变电站至少要回答四个问题:能不能长期稳定运行,能不能安全可控,能不能高效维护,能不能把每度电成本降下来。“任何一项答不上来,都不能说已经实现商业化。”
“目前不同技术路线都在并行探索,这也说明还没有哪一条路线完整解决全部问题。”吴宜灿告诉南方周末记者,核聚变走向商业化仍面临一系列关键技术与工程挑战,主要集中在稳态等离子体运行、极端环境材料、氚燃料自持循环、工程系统集成,以及全寿期经济性和安全性等方面。
一个可供参考的指标是,国内还没有任何一家核聚变企业公开宣布实现了Q值大于1(即输出能量大于输入能量的“净能量增益”)。实现Q>1是核聚变从科学实验走向能源应用必须迈过的核心门槛。
2022年12月,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)首次达成这一目标,能量增益约1.5倍,即聚变能量产出大于启动反应时的消耗;2025年4月,该装置再次刷新纪录,Q值达到4.12。
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还没人说话啊,我想来说几句
在高天垚看来,托卡马克这条路,“国家队”和大型机构已经先行一步了。“一家新创公司如果还是做托卡马克,再找我,我不会投。”他认为,核聚变投资的大逻辑在于差异化,“你得有一条别人没有走过的路”。
他认为,民营企业的独特价值在于敢为人先。虽然目前核心资源依然集中掌握在“国家队”手中,但民营企业往往更乐于率先探索高温超导、人工智能、3D打印等前沿技术在聚变领域的应用落地。
“我们只能剑走偏锋,去选择一条更有经济效益的技术路线。”在项江的规划中,在第一代装置上,公司将首次实现FRC核聚变反应,测定中子产额,为基于“聚变中子源”的商业化应用打下技术基础。在未来3—5年中,陆续推进第二、第三代聚变装置研发,验证FRC独有的“磁能发电机理”和“能量回收系统”,最终实现兆瓦级聚变电站的落地。
这是FRC聚变技术路线独有的发电方式,该方式绕过“热能—蒸汽—机械能—电能”的能量多重转换机制(俗称“烧开水”),大幅降低能量损耗,理论上具备发电成本更低、效率更高的优势。
项江算过一笔账,建成装置后,公司整体融资体量大概在30亿元左右。这个数字连托卡马克装置的一个零头都不到,“托卡马克一个真空室的造价,就远远超过我们全部的融资需求”。
“沿途下蛋”
目前,全球核聚变领域的竞争已进入白热化阶段,美国商业公司的锚定点是2030至2035年。
多家美国公司正沿着不同的技术路线全力冲刺。其中,进度最快、最具代表性的两家公司是上述提到的Helion Energy和CFS,它们均启动了商用发电厂的建设或设计。
其中,最激进的是Helion,在2023年5月与微软签署了首份购电协议,计划2028年之前建成首座聚变发电站,并向微软出售至少50兆瓦的电力。不过,双方未披露电价等协议细节。
一名核聚变行业人士向南方周末记者表示,Helion对外披露的信息并不充分,难以判断发电计划能否成功。“Helion有严格的竞业协议,很难去其工厂实地参观。”
2025年1月,位于合肥的全超导托卡马克EAST装置获得重要成果,成功实现了上亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,再次创造了托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。两个月后,中核集团核工业西南物理研究院新一代人造太阳“中国环流三号”,首次实现原子核和电子温度均突破一亿摄氏度,综合参数聚变三乘积实现大幅跃升。
2026年2月2日,民企能量奇点宣布,旗下的“洪荒70”装置在第5755次实验中实现1337秒稳态长脉冲等离子体运行。
不过,从实验装置到商业化电站,仍有巨大的鸿沟需要跨越。
“不能因为一次实验突破,就认为明天可以商业发电。”中国科学院院士、国际核能院院士、凤麟核创始人吴宜灿提醒,聚变商业化不是某个物理参数取得突破就完成了,而是整个系统都要过关。商用聚变电站至少要回答四个问题:能不能长期稳定运行,能不能安全可控,能不能高效维护,能不能把每度电成本降下来。“任何一项答不上来,都不能说已经实现商业化。”
“目前不同技术路线都在并行探索,这也说明还没有哪一条路线完整解决全部问题。”吴宜灿告诉南方周末记者,核聚变走向商业化仍面临一系列关键技术与工程挑战,主要集中在稳态等离子体运行、极端环境材料、氚燃料自持循环、工程系统集成,以及全寿期经济性和安全性等方面。
一个可供参考的指标是,国内还没有任何一家核聚变企业公开宣布实现了Q值大于1(即输出能量大于输入能量的“净能量增益”)。实现Q>1是核聚变从科学实验走向能源应用必须迈过的核心门槛。
2022年12月,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)首次达成这一目标,能量增益约1.5倍,即聚变能量产出大于启动反应时的消耗;2025年4月,该装置再次刷新纪录,Q值达到4.12。
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