界面新闻记者 | 戴晶晶
中国又一家商业核聚变公司走到台前,但这次不是采用托卡马克技术了。
“我们成立至今已进行了不止一轮融资,加起来超过5000万元。”8月5日,瀚海聚能(成都)科技有限公司(下称瀚海聚能)相关负责人在接受界面新闻采访时表示,为了支持在明年建设完成第一代聚变装置,当前该公司已开启新一轮的融资。
瀚海聚能成立于2022年12月30日,注册地在四川成都。天眼查APP显示,瀚海聚能在2023年3月和2024年4月,完成了种子轮和天使轮融资,投资方包括轻舟资本、奇绩创坛、华映资本和厚实基金。
其中,轻舟资本创立于2016年,是早期硬科技企业的长期风险投资者;奇绩创坛于2018年创立,创始人兼CEO为前百度总裁兼COO、微软执行副总裁、雅虎执行副总裁陆奇。
这是最新出现在公众视野里的国内商业核聚变玩家。目前,中国主要的商业核聚变公司包括能量奇点能源科技(上海)有限公司(下称能量奇点)、陕西星环聚能科技有限公司(下称星环聚能)、聚变新能(安徽)有限公司(下称聚变新能)和新奥集团等。
瀚海聚能的创始人、CEO项江有20多年的可控核聚变领域研究、工作经验,曾任职于中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所。
该公司的首席科学指导武松涛为国际热核聚变实验堆(ITER)托卡马克部真空室总体项目团队负责人及ITER高层协调会议协调人及秘书,曾任国家重大科学工程“EAST(HT-7U)超导托卡马克核聚变实验装置”项目总经理助理、副总工程师。
成都是中国最早从事核聚变能源开发的专业研究院——核工业西南物理研究院的所在地,拥有较强的核工业体系。去年12月29日,由中核集团牵头,联合24家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体也在成都宣布成立。
这是瀚海聚能选址成都的重要原因。2023年6月,瀚海聚能与核工业西南物理研究院举行了HHMAX901聚变实验装置概念设计技术开发合同签约仪式。
“瀚海聚能将与西物院展开深入合作,并逐步推动、展开与国内聚变行业主要研究机构及众多专家的技术合作,在一年内建成第一代实验装置并放电成功。”瀚海聚能在当时的新闻稿中称。
核聚变是轻原子核结合成较重原子核并放出巨大能量的过程。由于聚变原材料资源相对丰富,且无污染排放,因此可控核聚变被一直认为是人类解决能源问题的重要出路,视为“终极能源”。
当前可控核聚变技术路线主要有三种:重力场约束核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。其中,磁约束核聚变研究装置包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩、场反位形及磁镜等。
托克马克被誉为“人造太阳”,其装置的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈,像一个甜甜圈,在通电时内部会产生巨大的螺旋形磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度。全球规模最大的国际科研合作项目之一ITER就是一个巨大的托卡马克装置。
随着高温超导、AI等技术进步,美国Commonwealth Fusion Systems公司(CFS)打造紧凑型磁约束托卡马克装置、美国国家点火装置(NIF)激光核聚变点火“成功”等行业动态推动聚变产业成为热点,2021年起全球商业核聚变公司涌现,2021年10月-2022年7月期间行业融资规模增加28亿美元。
在中国,能量奇点和星环聚能等商业公司也于2021年相继成立,并已获得数亿元融资。今年6月,能量奇点设计研发和建造的洪荒70装置成功实现等离子体放电,为全球首台全高温超导托卡马克装置。
2023年7月,由清华大学设计、星环聚能和清华大学联合建设的SUNIST-2建成并开展了首轮运行,获得100千安培等离子体电流,该装置为球形托卡马克。
但瀚海聚能选择的技术路线并不是托卡马克,而是磁约束中的场反位形(FRC)的直线型装置,对标美国明星创业公司Helion。
FRC是没有环形场线圈的较简单的磁约束系统,内部等离子体产生的反向电流会形成与外部磁场反向的磁场,使得等离子整体形成一个封闭的磁场结构,从而实现对等离子体的约束。
早在上个世纪50年代科学家就发现了FRC的现象,但当时的材料、制造水平以及研发成果并不支持FRC成为主流技术路径。
1998年,美国TAE Technologies成立,采用并持续验证FRC技术;2013年成立的美国公司Helion基于FRC技术建设实验装置,已建成第六代装置Trenta,第七代聚变原型机名为Polaris,预计将在2024年展示净发电能力。
Helion Energy获得了美国Open AI创始人山姆·阿尔特曼,和微软等企业的投资。2023年5月,微软与Helion签署对赌协议,将于2028年向后者购买50 MW的聚变发电量。
上述提及的相关负责人告诉界面新闻,瀚海聚能已经在为装置工程化做准备,今年下半年第一代实验装置将开建,并于2025年建成。
“第二代装置预计从2026年开始规划建造,目标是能够净发电。”该负责人说,到2028-2030年,公司不断迭代的装置将实现10-50兆瓦的发电能力。
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FRC的低成本、快速迭代能力,以及具有在短期内实现中子源的优势,是瀚海聚能选择这条技术路线的主要原因。
“托卡马克是核聚变过去的主流路径,但现在是一个技术大爆发的年代,比得是谁能够更快地进行技术迭代,实现工程化。”上述负责人指出,瀚海聚能一代装置的成本约为3亿元,由于可以快速模块化迭代,后续装置的成本将会更便宜,最终在度电成本上拥有很大的优势。
另外,瀚海聚能认为线型聚变技术路线具有在短期内实现中子源的优势,在2026-2028年期间就可以创造一定营收。中子源能用于核医疗、中子照相等领域,同时为聚变行业急需的第一壁材料中子辐照测试、氚增殖方案验证等提供合适的中子源实验平台。
当地时间7月17日,聚变行业协会(FIA)发布《2024年全球聚变行业报告》,全球共有45家核聚变商业企业参与调研,累计融资规模达到71亿美元,较2023年增加9亿美元。
在这些企业中,有8家企业采用仿星器技术路线、7家采用激光惯性约束。此外,采用托卡马克、球形托卡马克、FRC技术路线的商业公司均为3家。
调研数据同时显示,在35家受访回复的企业中,有3家认为2030年之前,该公司就可以实现把电力输送到电网;22家认为,这将在2030-2035年之间实现。