界面新聞記者 | 戴晶晶
中國又一家商業核聚變公司走到臺前,但這次不是采用托卡馬克技術了。
“我們成立至今已進行了不止一輪融資,加起來超過5000萬元。”8月5日,瀚海聚能(成都)科技有限公司(下稱瀚海聚能)相關負責人在接受界面新聞采訪時表示,為了支持在明年建設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、奇績創壇、華映資本和厚實基金。
其中,輕舟資本創立于2016年,是早期硬科技企業的長期風險投資者;奇績創壇于2018年創立,創始人兼CEO為前百度總裁兼COO、微軟執行副總裁、雅虎執行副總裁陸奇。
這是最新出現在公眾視野里的國內商業核聚變玩家。目前,中國主要的商業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)、陜西星環聚能科技有限公司(下稱星環聚能)、聚變新能(安徽)有限公司(下稱聚變新能)和新奧集團等。
瀚海聚能的創始人、CEO項江有20多年的可控核聚變領域研究、工作經驗,曾任職于中國工程物理研究院北京應用物理與計算數學研究所。
該公司的首席科學指導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高層協調會議協調人及秘書,曾任國家重大科學工程“EAST(HT-7U)超導托卡馬克核聚變實驗裝置”項目總經理助理、副總工程師。
成都是中國最早從事核聚變能源開發的專業研究院——核工業西南物理研究院的所在地,擁有較強的核工業體系。去年12月29日,由中核集團牽頭,聯合24家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創新聯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,瀚海聚能與核工業西南物理研究院舉行了HHMAX901聚變實驗裝置概念設計技術開發合同簽約儀式。
“瀚海聚能將與西物院展開深入合作,并逐步推動、展開與國內聚變行業主要研究機構及眾多專家的技術合作,在一年內建成第一代實驗裝置并放電成功。”瀚海聚能在當時的新聞稿中稱。
核聚變是輕原子核結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形的真空室,外面纏繞著線圈,像一個甜甜圈,在通電時內部會產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、AI等技術進步,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”等行業動態推動聚變產業成為熱點,2021年起全球商業核聚變公司涌現,2021年10月-2022年7月期間行業融資規模增加28億美元。
在中國,能量奇點和星環聚能等商業公司也于2021年相繼成立,并已獲得數億元融資。今年6月,能量奇點設計研發和建造的洪荒70裝置成功實現等離子體放電,為全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置。
2023年7月,由清華大學設計、星環聚能和清華大學聯合建設的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,對標美國明星創業公司Helion。
FRC是沒有環形場線圈的較簡單的磁約束系統,內部等離子體產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構,從而實現對等離子體的約束。
早在上個世紀50年代科學家就發現了FRC的現象,但當時的材料、制造水平以及研發成果并不支持FRC成為主流技術路徑。
1998年,美國TAE Technologies成立,采用并持續驗證FRC技術;2013年成立的美國公司Helion基于FRC技術建設實驗裝置,已建成第六代裝置Trenta,第七代聚變原型機名為Polaris,預計將在2024年展示凈發電能力。
Helion Energy獲得了美國Open AI創始人山姆·阿爾特曼,和微軟等企業的投資。2023年5月,微軟與Helion簽署對賭協議,將于2028年向后者購買50 MW的聚變發電量。
上述提及的相關負責人告訴界面新聞,瀚海聚能已經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。
“第二代裝置預計從2026年開始規劃建造,目標是能夠凈發電。”該負責人說,到2028-2030年,公司不斷迭代的裝置將實現10-50兆瓦的發電能力。

FRC的低成本、快速迭代能力,以及具有在短期內實現中子源的優勢,是瀚海聚能選擇這條技術路線的主要原因。
“托卡馬克是核聚變過去的主流路徑,但現在是一個技術大爆發的年代,比得是誰能夠更快地進行技術迭代,實現工程化。”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,后續裝置的成本將會更便宜,最終在度電成本上擁有很大的優勢。
另外,瀚海聚能認為線型聚變技術路線具有在短期內實現中子源的優勢,在2026-2028年期間就可以創造一定營收。中子源能用于核醫療、中子照相等領域,同時為聚變行業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。
當地時間7月17日,聚變行業協會(FIA)發布《2024年全球聚變行業報告》,全球共有45家核聚變商業企業參與調研,累計融資規模達到71億美元,較2023年增加9億美元。
在這些企業中,有8家企業采用仿星器技術路線、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技術路線的商業公司均為3家。
調研數據同時顯示,在35家受訪回復的企業中,有3家認為2030年之前,該公司就可以實現把電力輸送到電網;22家認為,這將在2030-2035年之間實現。