作为未来的清洁能源，核聚变受到了人们广泛关注。2022 年，紧凑型聚变技术被《麻省理工科技评论》评选为“全球十大突破性技术”之一。
很多人都关注的问题是，核聚变到底何时有望商业落地？
虽然它在短期内实现商业化仍充满挑战，但全球都在积极推动核聚变的商业发展进程。
根据聚变工业协会发布的《2024 年全球聚变行业报告》，核聚变产业在世界范围内已吸引超过 71 亿美元的投资。自 2023 年以来，已有超过 9 亿美元的新资金注入，用于支持核聚变相关技术的发展。
2023 年该协会发布的年度报告中，全球核聚变公司的数量为 43 家，而今年这一数字增长到了 45 家。政府公共资金支持资金方面，和过去 12 个月相比，增长了 57%，达到 4.26 亿美元。
在过去各公司的融资中，引起较高关注度的是三家美国聚变能源公司，包括：Xcimer Energy 公司的 1 亿美元、SHINE Technologies 公司的 9000 万美元和 Helion Energy 公司的 6500 万美元。
图丨聚变工业协会发布的《2024 年全球聚变行业报告》（来源：聚变工业协会）
提到核聚变，我们第一时间想到的是，磁约束聚变装置托卡马克和激光惯性约束核聚变。
托卡马克是一种环形装置，最初由前苏联科学家于 1950 年代发明。装置将聚变燃料长时间维持在足够高的温度下，形成等离子体，再利用磁场约束等离子体。
磁场看不见摸不着，可以在上亿度的高温中稳定存在。一旦达到点火条件，托卡马克可以持续维持反应，直到等离子体不稳定。
另一种常见的约束方式为激光惯性约束，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF，National Ignition Facility）采用的就是这种方法。
该装置是在极短时间内，将多束高功率激光器同时照射在一个固态核燃料微粒上，使其温度升高，变成等离子体引发爆裂，并进一步引爆氘与氚，产生链式反应，最终诱发核聚变反应。
2022 年，NIF 首次达到聚变点火的净能量增益。
相比之下，Xcimer Energy 声称实现了比 NIF 更好的效果。例如，产生 10 倍激光能量、提高 10 倍效率，并将每焦耳成本降低到 NIF 的三十分之一。
在中国市场，一家成立于 2022 年的核聚变初创公司瀚海聚能启动天使轮融资。
并且，于今年 4 月完成额数为 5000 万元的融资，投资机构来自华映资本、奇绩创坛、轻舟资本和厚实资本等，该轮融资将用于线性装置物理和工程设计。
根据公司官网，其核心团队具有国内聚变领域研发院校及科研院所的相关经历，合作单位包括中核集团核工业西南物理研究院、中国科学院等离子体物理研究所、中国科学技术大学、华中科技大学等。
瀚海聚能的 CEO 项江，本科到博士均毕业于中国科技大学，研究方向为磁约束聚变装置托卡马克。
获得博士学位后，他在某科研院所工作了十余年，在磁约束聚变装置托卡马克和激光惯性约束核聚变的研究方面积累了丰富的经验。
从技术路径来看，瀚海聚能采用的是场反位形可控核聚变装置（FRC，FieldReversed Configuration）。
在 FRC 中，等离子体被限制在一个类似“甜甜圈”的环状结构内，并被磁场所包围。与托卡马克或恒星器等其他聚变约束概念不同，FRC 整个等离子体及其相关的磁场形成自成一体的结构。
瀚海聚能“希望做中国的 Helion Energy”，其在技术路径方面的公开信息并不多，我们或许从国外具有同样技术路径的美国核聚变公司 Helion Energy 得到一些参考。
Helion Energy 的聚变发生器将聚变燃料的温度升高到 1 亿摄氏度以上，并以高效脉冲方式直接提取电能。氘和氦-3 作为 Helion Energy 核聚变的燃料，逐渐加热到等离子体状态，磁铁会把等离子体限制于 FRC 的结构中。
然后，磁铁会将两个 FRC 从设备的两端加速至 100 万英里/小时，让它们在中心相撞。当 FRC 在系统中心发生碰撞的条件下，会被强磁场再次压缩，直到实现超过 1 亿摄氏度（9 keV）的聚变温度。
氘和氦-3 离子在该温度下足以快速地运动，克服它们之间的排斥力，然后发生聚变反应。并且，释放的能量多于聚变过程消耗的能量。随新聚变能量产生而来的，是等离子体膨胀。
中国市场的核聚变发展速度也不容忽视。除了瀚海聚能，最近，也有其他商业核聚变公司的融资进展。
例如，3 月，星环聚能获得数亿元的 Pre-A 轮融资。5 月，聚变新能获得 A 轮融资，但融资额度尚未有公开资料，而在 2023 年 5 月，该公司已完成 15 亿元的天使轮融资。
最近两年，能量奇点获得了每轮约 4 亿元的天使轮和 Pre-A 轮融资。此外，隶属新奥集团的新奥科技公司也在致力推动核聚变技术的发展。
从全球和中国市场的核聚变公司动态中，可以看出核聚变技术的进步和持续发展，对于核聚变是否能在 2040 年之前为电网提供电力，各核聚变公司是否能解决技术、电力效率、资金支持等一系列挑战，DeepTech 将密切关注。
参考资料：
https://www.fusionindustryassociation.org/fia-launches-2024-global-fusion-industry-report/
https://xcimer.energy/xcimer-raises-100-million-to-put-inertial-fusion-energy-on-path-to-commercialization/
https://www.shinefusion.com/
https://www.helionenergy.com/
支持：梦里不知
排版：初嘉实
