如影随形

“人造太阳”全球竞赛：获胜者能否将这一切带

发布时间：2025-11-07 09:16编辑：365bet网页版浏览（120）

科技日报记者李林旭策划冯卫东方琳琳可控核聚变又称“人造太阳”，被誉为“终极能源”。 For the sun, nuclear fusion is a "piece of cake", but it is not easy to "plant the sun" on earth. It not only requires extreme high temperature and pressure, but also durable and controllable, each is a great challenge.尽管发生剧变，但随着技术的不断突破，受控核聚变已经不再是打破“再等50年”魔咒的遥不可及的事情。 The players standing on this track include international science projects, national teams, start-ups, and various chapters behind them.英雄竞逐！谁能点亮第一个“人造太阳”？谁能引领商业化？ A reporter from science and technology daily conducted an in-depth interview.各方都在做准备。 The latest data from the International Atomic Energy Agency (IAEA) shows that there are 174全球融合设备数量居前四位的是美国、日本、俄罗斯、中国，分别为 52 台、28 台、14 台、13 台。 “在一体化领域，有积累、有实力的国家都在争先恐后地布局。”中国科学院院士、凝聚态物理学家丁宏在接受记者采访时表示，中国目前处于第一梯队，潜力十足。核聚变能源被列入我国“十五五”规划推荐的未来产业之一。今年以来，我国并购行业重磅消息不断。 “东方超级高铁”创下“千秒亿度”纪录，“中国环流三号”迈向燃烧实验，中国“国家队”融合不断壮大，以新奥集团、星环聚能为代表的民营企业不断壮大。其他国家都在“冲刺”美国10月16日发布聚变技术路线图，旨在尽快推动聚变能源研发和商业化。日本上半年推出修订后的聚变能源转型战略，旨在引领2030年代实现能源示范发电。“2040年代可能是聚变能源商业化更现实的目标。”日本国家聚变科学教授柳永门研究所所长对记者表示，他对聚变能源的商业化前景持乐观态度，但他也指出，目前面临着许多挑战，尤其是聚变反应堆包壳、氚增殖和等离子体控制等问题，一些商业公司的期望更为乐观，该公司声称要建造世界上第一个聚变电站。2028年建成电站。聚变工业协会（FIA）的一份报告显示，2040年之前实现并网发电已成为全球大多数商业聚变公司的共识。中国的商业融合公司正在加速发展。多位受访者表示，如果进展顺利，聚变能最快10年内实现商业化。 “在这场全球竞赛中，我国拥有国家长期战略支持、完整的产业体系、强大的项目实施能力等显着优势，但也必须保持战略清晰度。”中国科学院院士、国际核能研究院院士吴宜灿告诉记者，目前聚变能商业化路径尚不明确，安全性、可靠性、经济性将是成功商业化的关键指标。在不同的路线上“比赛”。 IAEA 统计的 174 台设备中，托卡马克几乎占了一半。设备数量最多，有 79 个，其次是仿星器/吸气器，有 31 个设备，激光/惯性聚变设备，有 15 个设备，以及其他概念设备，共有 49 个设备。 “全球核聚变的发展揭示了‘多路线’竞赛的独特特征。”吴宜灿表示，目前的竞争格局已通过仿星器、场配置、Z捏合等多种路线，从托卡马克“领先”转变为“百花齐放”。有趣的是，每条路线都拥有大量粉丝，私下里还经常调侃对方的“弱点”。 “托卡马克只能在脉冲模式下运行，每天必须关闭几次。”恒星模拟器的支持者抱怨道。 “仿星器建造起来太复杂，而且性能也不如托卡马克。”托卡马克的支持者们反驳道。 “激光聚变是实现目标增益大于n 1.”激光聚变爱好者坚持。“是的，但每周只能击中几次目标。”磁约束聚变的支持者受到了“批评”。这些嘲讽也反映出受控核聚变各路线之间的激烈竞争。“目前，各路线都在快速进展，但也存在一些需要快速解决的问题。”新奥能源研究院院长刘民生举了磁约束球环的例子氢硼聚变路线的商业优势是安全环保、无中子、燃料储备丰富、成本低、发电效率高，但与氘氚聚变相比，其技术挑战更大，需要更高的温度反应条件。”磁约束聚变和惯性聚变各有优势和痛点。磁惯性聚变结合了两者的优点，成为“这是聚变能商业化的重要方向。”中国科学技术大学核科学与技术学院教授、兴能炫光创始人孙选表示，场构型是等离子体的主要构型之一，具有功率密度高、结构紧凑等优势。Helion、兴能宣钢等人探索了这条路线。在聚变能商业化道路上，“快”的重要性不言而喻。清华大学工程物理系副教授、星链聚能器创始人谭毅表示，星链聚能器遵循紧凑、重复、重联、可控聚变路线，可大幅缩小聚变反应堆体积，降低建设成本。 “如果按照传统的巨型托卡马克路线，建造第一座商业反应堆的成本可能高达数千亿元，这对任何一家初创公司来说都是难以承受的负担。”谭毅表示，这也是商业聚变企业千方百计创新技术路线的动力。 “井喷”投资背后的资本意识总是热情高涨。任何一方“嗅到”聚变能源巨大潜力的资本都纷纷涌入市场。 “高风险、高投入，一旦成功，就意味着极高的回报。”上海未来产业基金总经理魏凡杰表示，聚变已成为有望商业化的新兴能源技术之一。各方资本的涌入将为聚变能源商业化提供更多“弹药”，吸引更多顶尖人才进入聚变行业。 FIA报告显示，截至今年7月，全球商业聚变产业吸引投资97亿美元，较2021年同期增长414%，投资者信心不断增强。 “投资热潮的周期背后有很多驱动因素，包括高温超声引导等聚变相关技术的不断突破，以及人工智能（AI）对更高能量密度能源的需求不断增长。”中国科技星创始合伙人米雷表示，他们已经投资了聚变产业链上的8家公司。他们之所以看好这个赛道，是因为“受控核聚变可以引发新一轮技术革命，它的科学原理明确，工程问题可解决，需求迫切。”“业内有说法，人工智能的末端是算力，算力的末端是能源，能源的末端是聚变。”孙轩表示，这是核聚变的基础。逻辑上为何众多“大人物”奠定了融合赛道。虽然融资成本再创新高，但FIA报告显示，83%的受访企业表示融资是接下来的重大挑战之一。“作为一家初创公司，融资的发展是影响我们项目进度的重要因素之一。谭毅公开表示，他们的下一个目标是2030年左右实现净利润，如果资金充足，发展会更快。”2017年以来，我们在融合赛道上的投资已经超过40亿元。民生宣布，他们的下一代球环实验装置“和龙二号”计划于2027年建成，预计投资60亿元，战略投资“我国并购初创企业目前存在融资难、融资慢、融资额不足等问题”，米雷分析道，这是因为中国的风险投资仍然落后于美国。在资金规模、投资期限、整合度等方面均处于同行领先地位。对此，魏凡杰建议，应进一步加大政策支持力度，拓展聚变初创企业融资渠道，引导更多投资主体关注该领域，特别是风险投资的难点技术。风险投资等。虽然新机遇的交叉还存在诸多不确定性，但随着跨学科课题的不断发展，核聚变的商业化带来了新的可能性。 “吴宜灿认为，人工智能与聚变的结合将释放巨大潜力。通过大数据分析，人工智能可以在复杂物理实验中揭示新规则，有望大大加速针对极端环境的新材料研发，实现对等离子体的实时精准主动控制。普林斯顿等离子体物理所所长已开始研究人工智能技术。”美国通过人工智能和高性能计算进行创新，预计将把聚变的能源开发时间缩短一半。”鸿鹄聚变CEO奚鹏伟表示，他们尝到了利用AI优化仿星器设计的“甜头”，设计效率得到了大幅提升。廉价的融合装置。 ”上海交通大学电气工程系教授、一溪科技创始人金志坚表示，磁体是托卡马克装置的主要部件，约占整个装置成本的三分之一。聚变功率 效率与装置体积的一次方和磁场强度的四次方成正比。因此，在相同的电气条件下，更高的磁场强度可以显着减小器件的体积。虽然核聚变工业是在“混乱”中开始的，但高温超导体却是一个亦作“乘风破浪”。 “近年来，高温超导的产业化非常困难，因为没有大规模量产的应用场景。”金志坚表示，此前全球最大的超导电缆示范工程使用了不到300公里的高温超导带，但现在美国CFS公司的托卡马克实验装置使用了超过1万公里的高温超导带。 “某种程度上，人工智能、高温超导和核聚变的交叉融合将是决定聚变能商业化成功与否的关键因素。”丁宏表示，人工智能在燃烧等离子体控制和紧凑型装置构造中的高温超导方面的潜力尚未得到充分发挥。许多问题需要解决。在行业优化呼声高涨的同时，行业内也有悄然的声音y。不少受访者反复表示，一切生活情境都应该理性看待聚变能的发展和挑战，永远不要低估“走到那里”的平行线。 “我们不仅要充分认识聚变能源的重要性，还要清醒地认识‘终极能源’道路上的各种挑战。”刘民生表示，虽然100米跑道已经到了最后一步，但还存在很多不确定性。 “有时我们会为新的聚变记录而欢欣鼓舞，但商业聚变反应堆也必须回答：它能否稳定、高效、廉价地发电？”吴宜灿坦言，这涉及一系列较为复杂的工程技术问题，包括材料能否在极端环境下长期工作、系统是否安全可靠、维护是否方便、整个系统的建设成本效率和发电量能否在未来能源中竞争。市场.应用程序。 “对于磁约束聚变来说，争取尽快实现净能量增益的里程碑是当务之急。”法国原子能委员会磁约束聚变研究所所长杰罗姆·布卡洛西告诉记者，需要更好地解决稳态等离子体燃烧控制、氚自我维护以及耐中子能辐照材料开发等问题。 “对于惯性约束聚变来说，虽然达到了目标增益，但如果考虑到整个系统的能量消耗，距离真正的能量增益还很远。”美国物理学会院士、中国国家特聘专家郭阳指出，下一步应重点解决驱动系统效率、重复工作频率限制和即时能源管理等关键挑战，然后再走向工程实现。 “无论哪种技术路线、构造该设备的灰很重要。没有装置，就没有商业化。”谭毅说，谁先建成第一座反应堆，谁就拥有先发优势。当某条技术路线先“通过”时，会不会出现“赢家通吃”的现象？“我们应该乐于看到并鼓励多种技术路线的‘赛马’。”丁宏表示，对于受控核聚变来说，可能很难有完美的技术路线，总会有颠覆性的技术不断涌现。“无论哪种技术路线，都没有关系。”孙轩建议，对于国家来说，应该避免“把所有这些都放在一个篮子里”，对很多技术路线进行部署和投入是有意义的，因为颠覆性创新往往不是来自主流技术。ks的生命在受控核聚变行业，“热”是最合适的！尤其是今年以来，在科学研究、技术开发、项目开发、实验成果等领域，有关“人造太阳”的重磅新闻几乎时不时被曝光，不同记录之间的时间间隔有时甚至被打破数月。对于核聚变领域的“门外汉”、还得不断追“新闻”的记者来说尤其如此。他们只能一边不断向业内人士寻求建议，一边“补”相关知识。 “如果受控核聚变从未实现怎么办？”面对这个颇为令人兴奋的问题，面试官并没有“惊讶”。或许是因为受控核聚变产业经历了太多的起起落落，包括被质疑为“伪科学”的最黑暗时刻和“成功点火”的最光明时刻。从“再等50年从“希望10年”到“希望10年”，改变的不仅仅是时间的多少，更重要的是官、产、学、研、投等各个层面对这个行业日益增长的信任。毫无疑问，现在是受控核聚变最受关注的时候，也是核聚变产业发展最好的时候。“真金白银”以前所未有的速度流淌在受控核聚变产业链的上中下游。人工智能、高温超导等与核聚变的结合，使得聚变反应堆变得更小、更简单、成本更低，打破了人们对受控核聚变商业化的预期和猜测，“永远不要低估未来十年会发生的事情。”当采访者讲述下面的故事时，记者说道。r对受控核聚变的商业化变得更加乐观。 1903年10月9日，《纽约时报》在题为《无法飞行的飞机》的社论中预言：“人类将在一百万年内无法飞行。”就在《纽约时报》做出这一悲观预测后不久，莱特兄弟成功测试了“飞行员一号”，完成了人类历史上首次持续可控动力飞行，标志着人类飞行时代的开始。毕竟，对于人类来说，一切皆有可能！