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“核聚變”一詞想必讀者并不陌生，在諸多科幻電影里總能看到它的身影，例如《流浪地球》系列里面的行星發(fā)動(dòng)機(jī)，利用核聚變技術(shù)就可以產(chǎn)生單臺(tái)150億噸的推力。核聚變（nuclear fusion）是指質(zhì)量小的原子，如氘、氚等，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，從而釋放巨大能量，變成能源。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是模仿太陽(yáng)。
與其他能源不同，人們?cè)谡劦胶司圩儠r(shí)一致表示它是完美的。首先可控核聚變的燃料例如氚可以提取于海水，取之不盡，用之不竭。其次核聚變過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體或其他有害的大氣排放物。并且核聚變反應(yīng)能夠釋放出巨大的能量，據(jù)科學(xué)家表示核聚變1克燃料釋放的能量就相當(dāng)于8噸石油。最后核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的放射性廢料極少，且衰變速度快，這一點(diǎn)與現(xiàn)在我們應(yīng)用的核裂變完全相反。
與此同時(shí)，人們也一致認(rèn)為核聚變的大規(guī)模應(yīng)用是短期難以實(shí)現(xiàn)的。雖然其所需的燃料氘、氚等可以源源不斷的來(lái)自于海水或者鋰中，但是目前的技術(shù)仍難以滿足大量提取及保存。此外，核聚變的過(guò)程也極其苛刻，例如其需要1億攝氏度以上的高溫及磁場(chǎng)也需保持穩(wěn)定性等，打造“人造太陽(yáng)”。因此，此前很多人認(rèn)為或許到2050年人類才能用核聚變發(fā)電。
然而，近兩年隨著核聚變技術(shù)的不斷突破以及政策的大力推動(dòng)，資本開始對(duì)核聚變公司加大注資布局，巨頭們欲提前占據(jù)這一未來(lái)巨大的藍(lán)海市場(chǎng)。
在2021年5月，我國(guó)中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，等離子體在1.2億攝氏度和1.6億攝氏度下分別運(yùn)行101秒和20秒。這為人類在核聚變能源發(fā)展上提振了信心，因此國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃誕生，多國(guó)合作攻堅(jiān)技術(shù)難題。在此背景下，資本巨頭開始加大對(duì)核聚變公司的投資布局。
例如在2021年，OpenAI首席執(zhí)行官山姆·阿爾特曼對(duì)名為Helion Energy的核聚變初創(chuàng)公司注資3.75億美元。同年，微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨投資Commonwealth Fusion Systems以及亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯投資了加拿大的General Fusion。來(lái)到2022年，這一勢(shì)頭絲毫不減，例如谷歌和雪佛龍公司宣布共同領(lǐng)投TAE Technologies 2.5億美元，還有我國(guó)的能量奇點(diǎn)和星環(huán)聚能也分別融到了數(shù)億元的資金。而2023年全球更是多達(dá)30 項(xiàng)核聚變能源 VC 交易。今年，這一趨勢(shì)有望更勝，僅僅在前三個(gè)月，就發(fā)生了多個(gè)較大融資行為，例如比爾·蓋茨投資Type One Energ，星環(huán)聚能公布了其完成了數(shù)億人民幣的Pre-A輪融資等。
隨著核聚變的商業(yè)化加快，其市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)增。根據(jù)Maximize Market Research 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止2023 年末，全球核聚變市場(chǎng)規(guī)模為 3012.5 億美元，在2030年有望達(dá)到 4965.5 億美元。除此外，大體量的核聚變初創(chuàng)公司數(shù)量也在不斷增長(zhǎng)，據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》4月3日?qǐng)?bào)道，全球范圍內(nèi)，融資規(guī)模超過(guò)6600萬(wàn)美元的核聚變企業(yè)已達(dá)14家。
我國(guó)對(duì)核聚變將其視為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，在此前中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》以及國(guó)務(wù)院的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》都明確指出了推進(jìn)可控核聚變技術(shù)研究的重要性。此外，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局在《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》中也強(qiáng)調(diào)了對(duì)可控核聚變研發(fā)的支持。并且在今年1月，七部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，在此文件中明確將核聚變列為未來(lái)能源裝備體系的重要領(lǐng)域，并為核聚變技術(shù)的發(fā)展提供了有力的政策支持。在后面的兩會(huì)期間，核聚變更是被多次提及。
總體上來(lái)看我國(guó)在核聚變上的政策文件數(shù)量是最多的，扶持的力度也是較大的。此外在產(chǎn)業(yè)發(fā)展上有著集中力量攻堅(jiān)的特色，例如成立由多家央企、科研院所以及高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體，亦或是中核集團(tuán)組建中國(guó)聚變能源有限公司等。同時(shí)對(duì)外政策上我國(guó)也是積極加強(qiáng)合作，制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。例如核工業(yè)西南物理研究院發(fā)布的《反應(yīng)堆技術(shù)核聚變反應(yīng)堆核聚變堆高溫承壓部件的熱氣檢漏方法》，這是我國(guó)首項(xiàng)核聚變領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也是S0發(fā)布的首項(xiàng)核聚變領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
與我國(guó)不同，歐美在政策上更加注重增加資金預(yù)算來(lái)驅(qū)動(dòng)核聚變的商業(yè)化發(fā)展。歐盟早在2014年成立了EUROFusion，以擴(kuò)大聚變能源研究和開發(fā)，并提供10億歐元的預(yù)算。并于去年年末，歐洲議會(huì)通過(guò)了《凈零工業(yè)法案》，加大對(duì)核聚變的支持。而美國(guó)方面，通過(guò)修訂《原子能法案》將核聚變?cè)O(shè)備定義為粒子加速器，把其納入新的監(jiān)管框架，從而簡(jiǎn)化了核聚變開發(fā)的聯(lián)邦許可程序，降低了核開發(fā)商的費(fèi)用。并且拜登政府在2024財(cái)年國(guó)防預(yù)算申請(qǐng)中，就包含了對(duì)核聚變研究的資金支持，并在后續(xù)撥款7.9億美元，雖然沒(méi)有達(dá)到行業(yè)認(rèn)為的10億美元的預(yù)期，但仍是創(chuàng)紀(jì)錄的。
總體來(lái)看，在政策文件的數(shù)量與力度上，歐美不及我國(guó)。但這也是由于不同的發(fā)展路徑導(dǎo)致，歐美政策以資金預(yù)算驅(qū)動(dòng)商業(yè)化為主，并且在核聚變產(chǎn)業(yè)發(fā)展上更多來(lái)源于市場(chǎng)資金的驅(qū)動(dòng)，以美國(guó)核聚變創(chuàng)業(yè)公司Commonwealth Fusion為例，現(xiàn)在其已經(jīng)獲得了數(shù)十億美元的融資。因此，在政策上我國(guó)與歐美走出了不同的風(fēng)格。
目前世界上最先進(jìn)的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置分別是中國(guó)的超導(dǎo)托卡馬克（EAST）和美國(guó)的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）。我國(guó)的EAST在2021年創(chuàng)造了等離子體運(yùn)行101秒的記錄后，在去年繼續(xù)創(chuàng)世界之最，實(shí)現(xiàn)等離子體運(yùn)行400秒以上。此外，在去年8月，我國(guó)推出了中國(guó)環(huán)流三號(hào)，這是我國(guó)目前設(shè)計(jì)參數(shù)最高、規(guī)模最大的核聚變大科學(xué)裝置，被稱為中國(guó)的新一代“人造太陽(yáng)”。能夠?qū)崿F(xiàn)100萬(wàn)安培等離子體電流下的高約束運(yùn)行模式，這是現(xiàn)階段世界上同類裝置的最高水平。
作為最先進(jìn)的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置之一，美國(guó)的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）與我國(guó)的EAST采用的磁約束核聚變方法不同，其采用了慣性約束核聚變的方法，即用激光束將氫等離子體壓縮到極高密度。在去年年末，美國(guó)利用NIF在可控核聚變實(shí)驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)了“凈能量增益”，即聚變反應(yīng)輸出的能量大于輸入的能量。進(jìn)一步促進(jìn)了核聚變作為能源應(yīng)用的發(fā)展。
歐盟在近期也取得了里程碑式的進(jìn)展。除了去年德國(guó)的Wendelstein 7-X 實(shí)現(xiàn)破世界紀(jì)錄的高能量周轉(zhuǎn)外，近期英國(guó)的能源技術(shù)初創(chuàng)公司First Light Fusion也取得了突破性進(jìn)展，其通過(guò)使用脈沖動(dòng)力機(jī)以電磁方式發(fā)射射彈，以彈丸的高速度來(lái)壓縮含有聚變?nèi)剂系哪繕?biāo)，進(jìn)而產(chǎn)生聚變反應(yīng)所需的高溫和高壓。如果該項(xiàng)目后續(xù)實(shí)驗(yàn)成功率穩(wěn)定，那么對(duì)于核聚變技術(shù)是創(chuàng)造性的。此前我們提到過(guò)在核聚變過(guò)程中需要?jiǎng)?chuàng)造1億度以上的高溫，而如果通過(guò)First Light Fusion的方式也可達(dá)到，這將極大縮短核聚變能源應(yīng)用進(jìn)程。
總體來(lái)看，今年將是“核聚變”商業(yè)化進(jìn)程加快的一年，隨著政策的大力扶持及技術(shù)的不斷突破，核聚變市場(chǎng)規(guī)模有望不斷擴(kuò)張，從而推動(dòng)可控核聚變行業(yè)的快速發(fā)展。目前各國(guó)力爭(zhēng)在2030年達(dá)到應(yīng)用核聚變輸電的落地，在此趨勢(shì)下此前電影里的科幻也終將變成現(xiàn)實(shí)。（文章僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，不作為投資建議）（本文首發(fā)于鈦媒體APP，作者｜谷碩，編輯｜劉洋雪）
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