界面新聞記者 | 戴晶晶
中國又一家商業(yè)核聚變公司走到臺前，但這次不是采用托卡馬克技術(shù)了。
“我們成立至今已進行了不止一輪融資，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)負責人在接受界面新聞采訪時表示，為了支持在明年建設(shè)完成第一代聚變裝置，當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、奇績創(chuàng)壇、華映資本和厚實基金。
其中，輕舟資本創(chuàng)立于2016年，是早期硬科技企業(yè)的長期風險投資者；奇績創(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)在公眾視野里的國內(nèi)商業(yè)核聚變玩家。目前，中國主要的商業(yè)核聚變公司包括能量奇點能源科技(上海)有限公司(下稱能量奇點)、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)和新奧集團等。
瀚海聚能的創(chuàng)始人、CEO項江有20多年的可控核聚變領(lǐng)域研究、工作經(jīng)驗，曾任職于中國工程物理研究院北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學研究所。
該公司的首席科學指導(dǎo)武松濤為國際熱核聚變實驗堆(ITER)托卡馬克部真空室總體項目團隊負責人及ITER高層協(xié)調(diào)會議協(xié)調(diào)人及秘書，曾任國家重大科學工程“EAST(HT-7U)超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置”項目總經(jīng)理助理、副總工程師。
成都是中國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，擁有較強的核工業(yè)體系。去年12月29日，由中核集團牽頭，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聚變實驗裝置概念設(shè)計技術(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、展開與國內(nèi)聚變行業(yè)主要研究機構(gòu)及眾多專家的技術(shù)合作，在一年內(nèi)建成第一代實驗裝置并放電成功?！卞＞勰茉诋敃r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。由于聚變原材料資源相對豐富，且無污染排放，因此可控核聚變被一直認為是人類解決能源問題的重要出路，視為“終極能源”。
當前可控核聚變技術(shù)路線主要有三種：重力場約束核聚變、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、反向場箍縮、場反位形及磁鏡等。
托克馬克被譽為“人造太陽”，其裝置的中央是一個環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈，像一個甜甜圈，在通電時內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的螺旋形磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度。全球規(guī)模最大的國際科研合作項目之一ITER就是一個巨大的托卡馬克裝置。
隨著高溫超導(dǎo)、AI等技術(shù)進步，美國Commonwealth Fusion Systems公司(CFS)打造緊湊型磁約束托卡馬克裝置、美國國家點火裝置(NIF)激光核聚變點火“成功”等行業(yè)動態(tài)推動聚變產(chǎn)業(yè)成為熱點，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，能量奇點和星環(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，能量奇點設(shè)計研發(fā)和建造的洪荒70裝置成功實現(xiàn)等離子體放電，為全球首臺全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置。
2023年7月，由清華大學設(shè)計、星環(huán)聚能和清華大學聯(lián)合建設(shè)的SUNIST-2建成并開展了首輪運行，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，而是磁約束中的場反位形(FRC)的直線型裝置，對標美國明星創(chuàng)業(yè)公司Helion。
FRC是沒有環(huán)形場線圈的較簡單的磁約束系統(tǒng)，內(nèi)部等離子體產(chǎn)生的反向電流會形成與外部磁場反向的磁場，使得等離子整體形成一個封閉的磁場結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)對等離子體的約束。
早在上個世紀50年代科學家就發(fā)現(xiàn)了FRC的現(xiàn)象，但當時的材料、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TAE Technologies成立，采用并持續(xù)驗證FRC技術(shù)；2013年成立的美國公司Helion基于FRC技術(shù)建設(shè)實驗裝置，已建成第六代裝置Trenta，第七代聚變原型機名為Polaris，預(yù)計將在2024年展示凈發(fā)電能力。
Helion Energy獲得了美國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簽署對賭協(xié)議，將于2028年向后者購買50 MW的聚變發(fā)電量。
上述提及的相關(guān)負責人告訴界面新聞，瀚海聚能已經(jīng)在為裝置工程化做準備，今年下半年第一代實驗裝置將開建，并于2025年建成。
“第二代裝置預(yù)計從2026年開始規(guī)劃建造，目標是能夠凈發(fā)電?！痹撠撠熑苏f，到2028-2030年，公司不斷迭代的裝置將實現(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)實現(xiàn)中子源的優(yōu)勢，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)在是一個技術(shù)大爆發(fā)的年代，比得是誰能夠更快地進行技術(shù)迭代，實現(xiàn)工程化。”上述負責人指出，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)裝置的成本將會更便宜，最終在度電成本上擁有很大的優(yōu)勢。
另外，瀚海聚能認為線型聚變技術(shù)路線具有在短期內(nèi)實現(xiàn)中子源的優(yōu)勢，在2026-2028年期間就可以創(chuàng)造一定營收。中子源能用于核醫(yī)療、中子照相等領(lǐng)域，同時為聚變行業(yè)急需的第一壁材料中子輻照測試、氚增殖方案驗證等提供合適的中子源實驗平臺。
當?shù)貢r間7月17日，聚變行業(yè)協(xié)會(FIA)發(fā)布《2024年全球聚變行業(yè)報告》，全球共有45家核聚變商業(yè)企業(yè)參與調(diào)研，累計融資規(guī)模達到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)同時顯示，在35家受訪回復(fù)的企業(yè)中，有3家認為2030年之前，該公司就可以實現(xiàn)把電力輸送到電網(wǎng)；22家認為，這將在2030-2035年之間實現(xiàn)。