AI导读:

核聚变技术被视为未来能源的关键解决方案,国内外企业正加速推进商业化进程,包括开发小型、模块化的聚变反应堆。尽管面临技术、产业和资金挑战,但政策助推下,核聚变商业化已进入工程倒计时阶段。

在众多科幻作品中,无论是《星际迷航》《银河帝国》还是《三体》,核聚变都被设定为宇宙探索的能源基础。而如今,曾经的幻想已经不再遥不可及。权威专家认为,人工智能的未来归根结底是能源问题,而核聚变是最可能的解决方案。“人造太阳”、无限能源电站,正从实验室走向工程化。

在公众印象中,核聚变一向是“国家队”的专属赛道,只有庞大的科学装置和顶级实验室才能涉足。然而,在这场竞赛中,国内一批来自高校、研究所、创投圈的年轻创业者正悄然崛起。他们的目标是,把巨型“聚变航母”拆解成便携的“能源无人机”,把复杂的科研转化成更快落地、更低成本的“小型人造太阳”。

风口已至,当前,核聚变产业布局清晰,一边是以政府为主导的“国家队”,另一边则是迅速崛起的商业化公司。“国家队”建造的是“大型人造太阳”,比如国际合作的ITER、中国的东方超环等,正在模拟太阳的燃烧过程,为未来真正点亮“人造太阳”打基础。商业化企业则采取“小型人造太阳”的模式,通过开发小型、模块化的聚变反应堆,提供更低成本、更高效率的清洁能源。

近年来,越来越多的私营资本和技术先锋公司加入这一赛道。例如,美国Helion Energy公司正在推进线性装置路线,英国First Light Fusion则探索“子弹撞击式”聚变方式。这些技术路径展现出商业公司在低成本、快部署上的技术活力。

在国内,商业化企业正以多元技术路线并进的方式展开探索。有的聚焦高温超导托卡马克技术,有的则尝试结构更为紧凑的直线型路线。2024年,科技部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,明确提出要加强以核聚变为代表的未来能源关键核心技术攻关。

各地也在迅速响应,例如,上海提出构建“4+3”先进核能发展格局,计划到2025年核电相关产业保持两位数增长。政策助推之下,核聚变能否真正走出实验室?全国政协委员、中核集团聚变领域首席科学家段旭如表示,聚变商用有望在2050年前后实现。

从东方超环千秒放电,到直线型装置快速迭代,核聚变商业化“赛道”,已进入工程倒计时阶段。不同路径汇成了当下中国商业核聚变的产业版图。在陕西星环聚能科技有限公司所在地,研究人员正在抓紧进行高温超导磁体的研发。星环聚能仅用279天,就与清华大学共同完成了SUNIST-2聚变实验装置的建设。

在成都龙泉驿,瀚海聚能的聚变装置基地工程正式启动。这家年轻公司专注于直线型场反位形(FRC)技术。为了解决商业化路上的“烧钱”难题,瀚海聚能提出了“沿途下蛋”的策略,即在聚变发电实现前,先利用聚变中产生的中子开发医疗和工业中子源技术。

在上海临港,能量奇点自主研发的“洪荒70”装置成功完成等离子体放电。今年3月,他们又在磁体技术上取得突破,刷新了世界纪录。前路不易,核聚变商业化的过程中仍存在多重挑战,包括技术层面的难题、产业方面的配套不成熟,以及资金瓶颈。

尽管核聚变前景广阔,但受访专家学者指出,当前核聚变技术需要解决稳定运行的挑战、材料和零部件的可靠性挑战,以及能量增益效率问题。产业方面,目前产业链配套还远不成熟,需要聚变公司自身以及联合相关上下游企业共同努力。

针对这些问题,业内专家建议,国家应加快构建适合聚变技术的专门监管体系,出台具体支持政策,同时推动国家队与商业公司在科研平台、人才培养等方面开展深度协作。此外,应大力开展公众科普教育,消除公众对核聚变技术的误解。

“当社会需要核聚变的时候,核聚变就能实现。”托卡马克之父阿尔茨莫维奇半个世纪前的预言,如今正距离我们越来越近。

(文章来源:经济参考报)