继ChatGPT以后，微软再次下注“核聚变” ｜双碳观察

除了最近红到发紫的ChatGPT之外，微软再次下注“核聚变”。

5月10日，核聚变初创公司Helion Energy在官网宣布，微软已同意从公司首座核聚变发电站购买电力。

作为电力购买协议的一部分，Helion Energy承诺在2028年之前开始通过核聚变发电，并在一年之后为微软提供目标为至少50兆瓦的发电量，否则将支付罚金。

50兆瓦的电力数量虽小但意义重大。据了解，目前并没有核聚变公司在提供电力。因此，微软和Helion Energy的交易消息一出，美国聚变行业协会首席执行官安德鲁·霍兰德（Andrew Holland）就表示，微软与Helion Energy的协议对整个核聚变行业具有重要意义。甚至还有外媒评论认为，这可能为世界上第一座核聚变电厂铺平道路。

不过，乐观情绪之外，也有质疑出现。尤其是Helion Energy并未透露它是否通过了核聚变的第一个大测试：从这个过程中获取的能量比驱动它所需的能量多。

一直以来，专家们对何时可以看到第一座核聚变发电厂的预估，从数十年到本世纪末不等。去年底，在钛媒体主办的2022T-EDGE暨钛媒体10年致敬庆典上，中国工程院院士杜祥琬认为，无论是从概念还是从最终结果上来看，人类距离实现可控核聚变的实用化还有很远距离，预计本世纪内能够有所突破。

为什么是Helion Energy？

目前人们了解到的核聚变有两种：一种是恒星，比如太阳上产生的聚变；另外一种核聚变方式则是氢弹，它需要通过核裂变（原子弹爆炸）的方式在瞬间创造出高温、高压且短时间封闭的环境来引发核聚变。

不过，氢弹属于不可控核聚变，不能用来发电，而受控核聚变则是将核聚变反应控制在安全范围内，也是人们所说的“人造太阳”。

但是，在人类研究人造太阳的过程中存在一个问题，那就是虽然核聚变释放的能量惊人，但整个可控核聚变过程也消耗了大量的能量，避免这种消耗的诀窍是让反应过程自我维持，使得输出的能量比输入的能量多，并且让这个过程持续而不是短暂地进行一次。只有这样，核聚变才能成为可用的能源。

几十年来，科学家们一直在努力做到这一点。在这一过程中主要通过两种途径：一种是惯性约束聚变，主攻方向是激光聚变；另一种则是磁约束聚变，主攻方向是托卡马克装置，比较知名的包括美国的DIII-D、日本的JT-60SA、英国的JET、中国的东方超环（EAST）和环流器2M（HL-2M）、韩国的KSTAR，以及正在建设的ITER和SPARC等。

但Helion Energy并未使用这两种方法，而是正在开发一种称为“等离子加速器”的6×40 英尺的杠铃形状的设备，可将燃料加热至 1 亿摄氏度。它将氘（氢的一种同位素）和氦 3 加热成等离子体，然后使用脉冲磁场压缩等离子体直到发生聚变。

Helion Energy还称，该机器最终应该能够重新获取用于触发反应的电能，这些电能可用于为设备的磁铁充电。Helion Energy创始人兼首席执行官大卫·柯特利（David Kirtley）还说：“我们用电回收了所有投入聚变的能量，这样就可以构建更小、更便宜的系统，并且可以更快地对其进行迭代。”

迄今为止，Helion Energy已经开发并测试了六种原型，目前正在建造第七个“北极星”（Polaris），预计2024年将展示利用这种反应发电的能力。

不过，想要完成这一项目，除了技术突破之外，Helion Energy还需要巨额资金支持。

作为一家从事核聚变发电技术的初创公司，Helion Energy已经筹集了5.77 亿美元的风险投资，其中最大的一笔来自于2021 年 11 月宣布的 5 亿美元E轮融资，这轮融资由Y Combinator前总裁兼OpenAI现任首席执行官山姆·阿尔特曼（Sam Altman）领投。

据《华盛顿邮报》报道，阿尔特曼是 Helion Energy的董事会主席和最大的投资者，他可能参与了 Helion Energy与微软的购电协议的过程。

商业公司追逐“人造太阳”

几十年来，对核聚变的探索主要是通过政府资助的大型项目来进行，比如美国国家点火装置 (NIF) 和在法国建设的国际ITER 合作项目。

虽然早期也曾出现过零星的初创公司，但都未受到重视。根据英国原子能管理局之前的一份报告显示，整个 90 年代只有两家私人核聚变公司。

不过，近年来核聚变装置紧凑化、小型化的发展趋势，为商业资本的进入提供了可能，也点燃了资本对可控核聚变的热情。

• 比尔·盖茨参与了Commonwealth Fusion Systems（CFS）的融资，其创立的可持续能源投资基金 Breakthrough Energy Ventures也投资了Type One Energy；
• 杰夫·贝佐斯投资了加拿大温哥华的General Fusion核聚变公司；
• 腾讯投资了英国的核聚变技术明星公司First Light Fusion；
• 去年7月，谷歌和雪佛龙公司宣布共同领投了核聚变初创公司TAE Technologies 2.5亿美元的融资；
• 除此之外，德国的Marvel Fusion、日本的EX-Fusion 、美国的Zap Energy都接连宣布了融资消息。

在国内，核聚变领域融资也不少见。

• 去年2月份，能量奇点获得将近4亿人民币的天使轮融资，投资方是米哈游、蔚来资本、红杉种子、蓝驰创投；
• 紧接着6月份，星环聚能获得数亿人民币的天使轮融资，投资方包括顺为资本、昆仑资本、中科创星等；
• 11月，脱胎于上海交通大学高温超导团队的翌曦科技也完成了5000万元种子轮融资，由中科创星领投，合力投资、泓昇基金等跟投。

有了资本的加持，初创公司们也纷纷给自己定下了发展目标，除了Helion Energy预计其第七代“北极星”原型机最早将于2024年成为世界上第一个展示净发电量的聚变发电机之外，TAE Technologies表示到 2030 年将具有商业可行性，CFS 公司也希望在2030年前后建立一个小型聚变发电厂，实现并网发电，开启商业化进程。

作为一个门槛极高的行业，可控核聚变还存在着资金、技术等诸多难题需要攻破，就像柯特利所说，“事实是核聚变很难，建造新的电厂很难，首创任何事物都很难。这也是我们今天努力走在前面，努力去解决所有这些问题的原因之一。”

不过，作为一个长达数十年的命题，大幕才刚刚拉开。在投资人们的大胆押注下，或许我们可以期待可控核聚变商业化能够很快出现。

（本文首发钛媒体App，作者｜韩敬娴，编辑｜张敏）

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