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中国民企“造太阳”:一场关乎终极能源的豪赌,开始了!

先讲一个170年前的故事。1854年,一个已经财富自由的美国商人,决定要在美英之间铺设一条海底电缆。

先讲一个170年前的故事。

1854年,一个已经财富自由的美国商人,决定要在美英之间铺设一条海底电缆。

在当时,人们都认为,他疯了:跨北大西洋线路超过4000公里,海底最深超过4000米,北大西洋的风浪异常频繁且狂暴,58年后泰坦尼克号才启航……以当时的技术水平,完全是难以登天。

可这个名叫菲尔德的家伙,组织了当时顶尖的科学家、工程师、船长和海员,也从英国、美国两头募集资金,就干起来了。

1857年,第一次铺设尝试,电缆断在海底,失败。

1858年5月,第二次尝试,电缆再次断裂;6月遭遇暴风,7月再次出发,成功接驳,并在8月16日成功发出第一条英国到美国的电报信息,但信号消失在茫茫的大西洋里……

菲尔德几乎倾家荡产。

时隔6年,菲尔德凑齐经费,顶着舆论压力,重新组织设计电缆。

1865年,当时世界上最大的轮船“大东方号”铁壳蒸汽船(总吨位达18915吨)起航,8月2日在行至航程2/3时,缆绳在船尾断裂。

1866年6月底,已经是第五次尝试,“大东方号”和抓钩船起航,奇迹般钩起了丢失的电缆,拼接,修复,终于大功告成。

接通后,电缆每分钟传输8个单词,但比1858年第一次尝试已经快了80倍。

北大西洋不再有时差,这被人们称为“自哥伦布发现美洲以来人类最伟大的成就”,菲尔德也因此获得丰厚的商业回报。

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跨大西洋海底电缆

这是一个已然载入人类史册的,关于企业家战略眼光、决心和勇气的故事。

而今天,同样的孤勇者,隐隐然出现在了另一个更科幻、更前沿的领域中:

可控核聚变。

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说到#核聚变,大家听到最多的恐怕是氢弹。

但,除了用在战场上,科学家们一直在研究怎么实现可控核聚变,把核聚变变成未来的能量来源。

可控核聚变,成为大国角逐的重点领域。

大家如果看新闻,肯定还记得前段时间美国的禁令:暂停向中国出口核电设备和相关零部件。

为什么?

从根本上说,在人类社会发展的漫长历程中,能源始终是推动文明进步的关键因素。

为什么美国要帮助以色列,要控制中东,核心不还是中东有石油。

而石油是现代工业社会最重要的能源形式之一。

可随着人类社会发展,能源需求会越来越高。马斯克说,人工智能在扩大规模时面临三大限制:芯片、变压器和发电能力。石油气等化石能源的效率和储量可能就无法满足需要。

其次,核聚变的原料可以说取之不尽用之不竭。核聚变使用氢的同位素氘、氚作为燃料,氘在自然界中广泛存在,每1升海水中含有30毫克氘。

第三,能量密度高。30毫克氘聚变产生的能量相当于烧300升汽油。

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世界上最大的国际聚变设施——国际热核聚变实验堆(ITER)的组装工作于2020年在法国开始

欧、美、日等国,都早早瞄上了可控核聚变。

谁先掌握了这项技术,率先实现商业化,就意味着谁率先实现了“能源自由”,在未来的国家竞争中先人一步。

这就像为人类创造了一个新的太阳。

中国也早早谋划,除了国家队,现在还积极鼓励社会力量投身到这场关于未来的竞赛中。

在5月8日国新办介绍《民营经济促进法》新闻发布会上,明确支持民营企业积极参与“两重”建设和“两新”工作,并提到有的核电项目民间资本参股比例已经达到20%。

要知道,以前核电完全是国家队的天下,现在向民间资本开放。

原因就在于民间资本的活力。

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2017年,位于安徽合肥的中国全超导托卡马克核聚变(EAST)在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式,当时是件大新闻。

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新奥天然气公司基础设施 图源:新奥官网

同年,河北#新奥集团,也宣布向可控核聚变进军!

震惊很多人,因为新奥当时还是一家主营城市燃气、风格传统的民营企业。有没有这个实力?有没有这个可能(民间资本参与核电或者说可控核聚变,政策空间有多大)?

但,新奥并不是拍脑袋做的决策。

2018年,新奥集团的掌门人王玉锁见到了退休回国,在中科院等离子物理研究所挂职的彭元凯(Y.K.MartinPeng),二人一拍即合,携手合作。

彭元凯是聚变界的顶级华裔科学家,在美国橡树岭国家实验室(ORNL)工作期间提出了球形托卡马克约束概念,还担任过普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)国家球形环实验(NSTX)项目负责人。

新奥也倾尽所有。前后组织了300多人的研发团队,包括海外高层次人才20多名,博士硕士200多名,投入资金40亿元,是非国家队背景中规模最大的核聚变商业公司。

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新奥“玄龙-50U”核聚变装置

一晃七年,其中艰辛自不必说。

2024年1月24日,已经建成的“玄龙-50U”装置实现首次等离子体放电。

2025年4月16日,“玄龙-50U”球形环氢硼聚变装置实验取得重大突破:实现高温高密度百万安培(兆安)等离子体电流。

目前新奥已经计划投资60亿建造下一代聚变装置“和龙-2”。

业内评价:

这是目前国际上,首次实现百万安培氢硼等离子体放电,标志着新奥引领的球形环氢硼聚变研究跃升至高参数运行区间,同时也标志着“玄龙-50U”装置跻身国际球形环先进行列,对未来氢硼聚变商用化应用具有里程碑意义。

几个重要的关键点,如果我们不了解,就无法感知这件事的逆天挑战:

第一,这是国内最早完全由民营企业发起、由民营资本领投的可控核聚变项目;

第二,这是国内首个出于商业目的的可控核聚变的探索与尝试;

第三,新奥“玄龙-50U”项目是国内第一个、国际第三个采用球形托卡马克装置的核聚变项目;

第四,新奥核聚变项目是国内唯一押注氢硼路线而非主流氘氚(D-T)燃料路线的项目。

第五,全世界到目前,连氘氚核聚变发电都还没有实现过,最好的实验成绩还停留在上个世纪。

但彭元凯说,新奥有决心在2035年运行球形环氢硼的发电工程示范,这个目标不变。

这不是在学普罗米修斯盗火,而是要学上帝再造一个太阳!

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新奥换赛道,是因为王玉锁的危机感。

在他眼里,新奥并没有什么核心资源和技术,围绕城市燃气的特许经营权最长期限只有30年。

在多元化方面他尝试过“煤制气”,引进过非晶硅薄膜太阳能,也涉足数字化、房地产、文旅和大健康,成少败多。

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新奥集团董事局主席 王玉锁

最终,他还是回到了老本行做能源。

眼花缭乱的风口不追了,转身却跳进深不见底的巨坑。

有人笑着称,连马斯克都不投资核聚变,老王怕是疯了。

可控核聚变,到底有多难?

这个听起来充满未来感的词汇,核心原理却源自宇宙中最普遍的能量产生方式——恒星内部的核聚变反应。

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核裂变和核聚变过程示意图

原子弹和现有核电站的原理都是核裂变,让原子核(通常采用铀、钚、钍等)分裂释放能量。

核聚变的原理正好相反,是两个原子核结合成一个较重的原子核,并释放能量。

因为和太阳燃烧机制完全相同,可控核聚变装置常被称为“人造太阳”。

它的能量释放约是裂变的4倍,燃煤的400万倍,优势更明显。

但要控制核聚变,利用它,并不容易。

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2024年6月开始运行的“洪荒70”托卡马克装置内部等离子体 图片来源:能量奇点公司

第一难,是燃料需要被加热到上亿摄氏度,完全电离成等离子体态。

第二难,是等离子体必须被有效约束,不和容器壁接触,并维持足够长的时间。在引力约束和惯性约束之外,磁约束是当前应用的主流,托卡马克(Tokamak)装置就是主流形式。

第三难,是系统设计难。超导磁体,材料研发,工程实施和成本控制都是极难逾越的障碍,还有真空系统、加热系统、诊断系统等等,妥妥人类物理学的塔尖了。

而新奥选择的氢硼燃料路线,比主流氘氚(D-T)燃料路线又难出一个数量级。

地球上氘的来源虽然丰富,但氚非常稀少,价格昂贵,是国家管制材料。氘氚反应产生高能中子辐射,对材料的破坏性也大。

氢硼聚变路线无中子,成本低,燃料丰富,商业化前景更明朗,却需要30亿度高温的环境条件,这是太阳核心温度的200倍,从来没人实现过。

万里长征才只迈出第一步。

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从放电到核聚变的关键门槛(通过DeepSeek总结)

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1月15日拍摄的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)

新奥并不是唯一一家进入可控核聚变领域的中国公司。

中科院等离子体物理研究所(合肥)和核工业西南物理研究院(成都,隶属中核集团)是代表中国最高水准的国家队,这几年进展飞速。

2006年,合肥所建成世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置“EAST”(又称“东方超环”),此后时不时就因为突破性成果见诸报端。

2025年1月20日,“东方超环”创造新世界纪录,首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。

核工业西南所不甘示弱,今年5月它的“中国环流三号”装置创下我国聚变装置运行新纪录,实现百万安培亿度H模。

正解局去年的文章《全球最大“人造太阳”,为何只能由中国来安装》,还详细介绍过中国怎样从核聚变工业的边缘参与者,成长为不可缺席的领导者。(点击标题即可阅读)

但彼得·德鲁克曾说:只有把社会问题的解决,变成有利可图的机遇,社会问题才能得到真正的解决。

向商业化目标攀登,开始加速。

2023年,合肥等离子体所在EAST基础上,开始推进紧凑型聚变能实验装置BEST的建设。后者采用市场化模式建设、运作,名叫“聚变新能”的公司应运而生,安徽省国资、合肥市国资、蔚来资本和员工持股平台共同筹集50亿初始资本。

国资之外,从2021年以来,米哈游、蔚来资本等产业资本,中科创星、顺为资本、元禾原点等PE/VC机构,也都将资金投向上海的能量奇点、陕西的星环聚能、上海的翌曦科技等初创公司,抢占这一科技制高点。

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国内商用可控核聚变技术研发企业情况 图源《新财富杂志》

其中,去年6月能量奇点自主研发建造的托卡马克装置“洪荒70”成功实现等离子体放电,成为全球首个建成运行的全高温超导托卡马克商业项目。

根据聚变行业协会(FIA)的数据,过去五年中,全球初创商业化核聚变公司累计吸引投资金额约65亿美元,并且出现两个明显的变化。

一是民间资本的增加。早在2016年,比尔·盖茨、贝佐斯(亚马逊创始人)、布兰森(维京集团创始人)、扎克伯格和马云在内的一群亿万富翁,共同创立了一家名为“突破能源”的风投基金(BEV,Breakthrough Energy Ventures),成为众多核聚变初创公司的重要“金主”。

二是中国商业界崛起。历史上美国对聚变项目的商业股权投资一直领先,大概占到70%,而近三年中国厚积薄发,国家队、产业界、地方引导基金、企业家群体形成合力,按下了“快进键”。

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和政府主导的科研项目比起来,民营企业更灵活、决策更快和商业化目标往往更激进,或许能让令人惊喜的结果更早出现。

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在开头的故事中,菲尔德在1866年终于完成跨大西洋电缆的铺设,伦敦成为世界电信中心。

到19世纪末,英、法、德等国就都已经有了电报线路和美国连通起来,而且信号更强,效率更高。

英勇的企业家菲尔德本人,因为晚年糟糕的投资,几乎把钱亏光了。但他开了头,探了路,不仅青史留名,留下的跨大西洋电缆也成了后人竞相追逐的星光。

在刘慈欣的《三体》当中,核聚变是地球文明迈向宇宙的关键技术,为飞船提供近光速航行的动力。如果没有核聚变技术,所有的科幻作品都将黯然失色。

今天的人类才刚刚迈出第一步。

目前全球绝大多数商业核聚变项目把投产的目标时间,定在21世纪30年代到50年代之间。

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但仍然任重而道远。

就拿新奥来说,实现等离子体放电只相当于造汽车刚实现点火线圈打火,离发动机转起来、车往前走还有好远的路。

原料获取,材料科学,人才储备,商业模式,投入产出,安全法规……前路充满未知,挑战重重。

但话说回来,任何前沿科技的转化,商业力量开始密集投入时,会让问题和障碍加速暴露,也同时能让更多人看到希望。进化会加速,“聚变纪元”会更快到来。

这是一场需要全球协作、持续投入的伟大征途。

一些人,正在代人类出征。

本文来自网络,不代表天牛新闻网立场,转载请注明出处:http://uu551.com/14599.html

作者: wczz1314

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