美国《时代周刊》近期发文指出,核聚变能源的商业化突破可能比预期更快到来。以Commonwealth Fusion Systems(CFS)为代表的私营企业正凭借技术创新和商业化的加速推进,让这项曾经只存在于科幻作品里的能源技术逐渐走向现实。在政策支持、资本涌入和市场需求的共同作用下,聚变能或许能在未来十年内变成现实,甚至可能重塑全球的能源格局。
技术里程碑:从实验室到商业化突破
CFS位于马萨诸塞州的托卡马克大厅,见证了核聚变研究的重要进步。该公司正在建造的托卡马克装置,利用高温超导磁体来约束 1 亿摄氏度的氘氚等离子体,目的是实现净能量增益。2022 年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)首次实现了聚变反应能量产出大于输入,这一突破让更多私营企业投身其中。目前,全球至少有 45 家私营聚变企业,总融资额超过 70 亿美元,其中CFS以20亿美元领跑,计划在2030年代初实现电网供电。
CFS公司的托卡马克大厅
商业化路径:私营企业以创新快速迭代
和传统政府主导的研究不同,私营企业更注重快速迭代和成本控制。以CFS为例,他们一方面直接采购市场上成熟的高温超导材料,大幅缩短供应链周期;另一方面组建跨学科人才团队,不再只局限于物理学家,这种多元的组织方式使其运营效率得到显著提升。其试点项目 SPARC 计划在 2027 年验证净能量产出,首座商用电站 ARC 则打算在 2030 年代初并入电网。在成本方面,公司高管坦言初期电价可能维持在每度电0.1美元左右,但他们坚信随着技术成熟,电价有望降至0.05美元,这一价格将彻底改变全球能源格局。
政策与市场:监管发力,科技巨头推动资本入局
2023 年,美国核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission, NRC)把聚变反应堆归为类似粒子加速器的设备进行监管,因为它的安全固有风险远低于比裂变反应堆低得多。与此同时,科技巨头们也在积极布局,微软、谷歌等企业纷纷签署聚变电力采购协议,为其数据中心寻找零碳解决方案。这种来自市场的强劲需求,正在为核聚变领域吸引大量投资。
地缘竞争:能源权力结构或将重构
中国正在全力推进核聚变技术研发,一旦实现突破,很可能会改变全球的能源权力结构。美国参议员 Mark Warner 就此发出警告,必须重视中国在该领域的快速发展势头。值得注意的是,若核聚变技术在2030年代实现商业化应用并形成价格优势,那同期新建的天然气以及可再生能源设施或将面临淘汰风险,整个电力系统也将面临系统性重构。
挑战与展望:资金博弈下,变革潜力巨大
虽然核聚变前景广阔,但商业化之路仍面临两大挑战:资金缺口和规模化难题。以CFS为代表的企业仍需为单个项目筹集数十亿美元资金,且投资回报周期存在不确定性。不过,支持者认为,聚变能源所具备的无限清洁潜力,将会重塑气候政策、工业用能乃至地缘政治,其影响绝不仅仅局限在电力领域。
正如 CFS 的首席商业官 Rick Needham 所说,核聚变正从 “过于超前” 走向 “下一个重大变革” 的临界点。随着技术验证的临近,全球都需要为这场能源革命做好充分的准备。
原文链接:
https://time.com/7302543/nuclear-energy-commonwealth-fusion/