《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》10月23日訊(記者 張洋洋)上海交通大學(xué)徐匯校區(qū)浩然高科技大廈一樓,主會(huì)場(chǎng)大型階梯教室座無(wú)虛席,不少聽眾站著聽;隔壁同步直播的小會(huì)議室也坐滿了人,3樓還開著一個(gè)分會(huì)場(chǎng)同步直播;在東昇聚變項(xiàng)目相關(guān)人員上臺(tái)演講之前,一個(gè)投資人趕著這個(gè)空檔,托人快速與他建聯(lián)對(duì)接,試圖搶到投資份額。
《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者獲悉,復(fù)旦大學(xué)孵化的東昇聚變公司,后者已是核聚變領(lǐng)域的新銳力量。
——這是發(fā)生在2025可控核聚變未來(lái)產(chǎn)業(yè)大會(huì)主會(huì)場(chǎng)的一幕。
圖/《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者攝
如此高的熱度,折射出一個(gè)事實(shí):可控核聚變這一被稱作“終極能源”的領(lǐng)域,如今正從科研走向產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)。
隨著技術(shù)突破、資本涌入與地方布局的合力,中國(guó)的可控核聚變賽道正在迎來(lái)拐點(diǎn),而上海正成為其中最具集聚效應(yīng)的城市之一。
▍10年商業(yè)化臨近
核聚變被稱為“人類終極能源”,但長(zhǎng)期被認(rèn)為“永遠(yuǎn)在50年后”。關(guān)于核聚變的商業(yè)化,成為市場(chǎng)最關(guān)心的話題。
“我認(rèn)為核聚變的大規(guī)模商業(yè)化,可能在25年內(nèi)實(shí)現(xiàn),小規(guī)模商業(yè)應(yīng)用,10年就能實(shí)現(xiàn)?!痹诮邮堋犊苿?chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí),上海交通大學(xué)李政道研究所副所長(zhǎng)和講席教授、 中國(guó)科學(xué)院院士丁洪如此判斷。
丁洪所說(shuō)的“商業(yè)化”,并非指實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,而是能與核裂變、光伏等能源在綜合成本上競(jìng)爭(zhēng)的能源體系,丁洪判斷的依據(jù)來(lái)自三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展:
一是磁約束與高溫超導(dǎo)的結(jié)合。緊湊型、高磁場(chǎng)裝置的出現(xiàn),讓核聚變從實(shí)驗(yàn)裝置向工程化裝置跨出關(guān)鍵一步;
二是AI帶來(lái)的技術(shù)革命,比如AI正用于實(shí)時(shí)調(diào)控等離子體穩(wěn)定性;
三是關(guān)鍵材料的突破,抗輻照壁材、低成本氚燃料、材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化,都在降低聚變裝置的工程門檻。
“十年內(nèi)我們會(huì)看到小型商業(yè)化裝置的出現(xiàn),二十五年后,核聚變的綜合成本將具備競(jìng)爭(zhēng)力?!倍『檎f(shuō)。
但在行業(yè)內(nèi)部,樂(lè)觀與謹(jǐn)慎并存。
當(dāng)前,聚變能距離真正的商業(yè)可行仍面臨幾大瓶頸:一是成本與能量收益比仍待突破。聚變實(shí)驗(yàn)裝置普遍面臨“投入能量高于輸出能量”的難題。雖然國(guó)際上已有實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)凈能量增益(Q值>1),但距離持續(xù)、可控、穩(wěn)定的能量輸出仍需時(shí)間。
二是燃料體系尚不成熟。核聚變依賴氚燃料,而氚目前主要從重水堆中提取,全球年產(chǎn)量不足20公斤,成本極高。如何形成穩(wěn)定、低成本的氚供應(yīng)鏈,是商業(yè)化前必須跨越的一道關(guān)。
另外還包括工程復(fù)雜性與標(biāo)準(zhǔn)化等方面的挑戰(zhàn)。聚變裝置是“系統(tǒng)中的系統(tǒng)”,涉及高溫超導(dǎo)、真空腔體、等離子控制、電磁設(shè)計(jì)等上百個(gè)子系統(tǒng)。國(guó)際上迄今尚無(wú)成熟的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)可依賴,這意味著產(chǎn)業(yè)化路徑仍需大量實(shí)驗(yàn)積累。
此外,聚變的安全監(jiān)管、廢棄物管理、以及與現(xiàn)有電力體系的并網(wǎng)機(jī)制,也都需同步建立。
丁洪認(rèn)為,這些挑戰(zhàn)已經(jīng)看到瓶頸的邊界,也看到突破的方向。他補(bǔ)充說(shuō),中國(guó)在高溫超導(dǎo)材料、真空制造、AI控制等工程能力上具備明顯優(yōu)勢(shì),“這是我們能縮短周期、降低成本的根本所在”。
▍耐心資本下注
在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng),《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者注意到,與不少投資人報(bào)名參與,他們中的多數(shù),是期望在這里尋找到優(yōu)質(zhì)標(biāo)的提前布局。
“聚變商業(yè)化我判斷還需要十年以上,但時(shí)間有可能隨著技術(shù)快速迭代、資本投入而縮短?!痹诮邮堋犊苿?chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí),上海未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金總經(jīng)理魏凡杰說(shuō)。
這支由上海國(guó)投發(fā)起、規(guī)模擴(kuò)募至150億元的未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金,正成為核聚變產(chǎn)業(yè)資本的重要推手。
魏凡杰介紹,基金推動(dòng)中國(guó)聚變能源有限公司總部整體落地上海,從科研體系轉(zhuǎn)向公司化運(yùn)營(yíng),“科研院所的效率有限,商業(yè)化必須依托企業(yè)組織體系和好的公司治理”。
他認(rèn)為,市場(chǎng)化資本的進(jìn)入,市場(chǎng)化運(yùn)作的公司平臺(tái)如雨后春筍出現(xiàn),正在重塑聚變產(chǎn)業(yè)的節(jié)奏。
在全球范圍內(nèi),資本已開始重新審視這一曾被視為“遙遠(yuǎn)未來(lái)”的能源賽道。
近三年,國(guó)際聚變創(chuàng)業(yè)公司融資額屢創(chuàng)新高——美國(guó)CFS、Helion Energy累計(jì)融資均超過(guò)20億美元,英國(guó)Tokamak Energy、日本京都聚變等公司也相繼獲得機(jī)構(gòu)投資。投資邏輯從驗(yàn)證科學(xué)可行轉(zhuǎn)向推動(dòng)工程可落地。
中國(guó)的聚變投資正進(jìn)入同樣的加速階段。過(guò)去以政府科研經(jīng)費(fèi)為主,如今已有越來(lái)越多的產(chǎn)業(yè)基金、頭部創(chuàng)投機(jī)構(gòu)和能源企業(yè)介入。這一輪投資特征正從科研資助轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)早投,并由國(guó)家級(jí)資本和地方政府產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金、市場(chǎng)化基金形成合力。
未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金正以“鏈主企業(yè)”帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)。核聚變產(chǎn)業(yè)方面,則是以中國(guó)聚變公司為核心,目前上海未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金已在聯(lián)動(dòng)其他市場(chǎng)化的聚變裝置公司,高溫超導(dǎo)材料及磁體,AI for Fusion等關(guān)鍵環(huán)節(jié)布局。已經(jīng)投資了東昇聚變,翌曦科技等項(xiàng)目,后續(xù)陸續(xù)還會(huì)有若干核聚變相關(guān)項(xiàng)目完成投資。
魏凡杰認(rèn)為,資本不僅是資金投入,更是科研成果向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的催化劑,“優(yōu)秀人才和資本的結(jié)合,AI native的團(tuán)隊(duì),好的組織架構(gòu)會(huì)讓技術(shù)迭代速度更快,核聚變的商業(yè)化可能會(huì)比我們想象的更快”。
他強(qiáng)調(diào),上海未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金的優(yōu)勢(shì)在于“耐心資本”特質(zhì),資金周期長(zhǎng)、容錯(cuò)空間大、不斷探索人才,認(rèn)知和新的范式創(chuàng)新。
從資本講究投資回報(bào)周期的視角來(lái)看,魏凡杰認(rèn)為,核聚變也不是簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)期概念投資,目前技術(shù)拐點(diǎn)已經(jīng)清晰,人才的拐點(diǎn)也開始兌現(xiàn),“我們相信未來(lái)的迭代會(huì)大大加快”。
▍“聚變之城”
近年來(lái),上海將聚變能源作為前沿科技與未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育的重點(diǎn)方向,先導(dǎo)布局高溫超導(dǎo)等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),引育高水平創(chuàng)新主體和優(yōu)秀人才團(tuán)隊(duì)。
據(jù)上海市科學(xué)技術(shù)工作委員會(huì)書記徐楓在會(huì)上的介紹,上海已制定發(fā)布上海打造未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地,發(fā)展壯大未來(lái)產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)方案以及相關(guān)的若干措施。明確將可控核聚變作為未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)的核心方向進(jìn)行重點(diǎn)的布局,并制定了差異化針對(duì)性的培育方案,構(gòu)建起四位一體的培育體系。
在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上,隨著部分團(tuán)隊(duì)的牽頭推動(dòng),上海聚變發(fā)電站的落地時(shí)間線也開始明朗。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)李政道研究所所長(zhǎng)張杰現(xiàn)場(chǎng)介紹,其所在的團(tuán)隊(duì)于2024年底在嘉定啟動(dòng)研究基地建設(shè),現(xiàn)在正通過(guò)三步走,計(jì)劃在上海建設(shè)第一座聚變能電站,希望于2045年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
張杰稱,團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)在2030年前后,實(shí)現(xiàn)激光聚變實(shí)驗(yàn)堆的所有關(guān)鍵技術(shù)研發(fā);從2031-2035年開始進(jìn)行激光聚變堆的工程研制;最終希望在2045年達(dá)到商業(yè)運(yùn)行,“在剛結(jié)束的第11輪實(shí)驗(yàn)中,我們獲得的聚變?nèi)朔e達(dá)到僅次于美國(guó)NIF,預(yù)計(jì)于2028年可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火”。
產(chǎn)業(yè)集群上,隨著中國(guó)聚變能源有限公司這一鏈主企業(yè)7月落滬,“聚變之城”之城成效初顯。僅在當(dāng)天會(huì)場(chǎng)上臺(tái)分享的企業(yè)里,就有4家可控核聚變公司,包括翌曦科技、超磁新能、鴻鵠聚變、東昇聚變。
超磁新能作為一家專注于可控核聚變高溫超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)磁體系統(tǒng)的研發(fā)與制造公司,于今年入駐上海市楊浦區(qū)。
“除了突破性研發(fā)創(chuàng)新能力外,政府重視、資本助力、產(chǎn)業(yè)鏈完善也是企業(yè)落地迅速成長(zhǎng)的關(guān)鍵。”在接受《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí),超磁新能CEO王超說(shuō),可控核聚變作為人類終極能源以及國(guó)家戰(zhàn)略方向,上海市市政府給予了大力支持,重點(diǎn)打造核聚變上、中、下游全鏈條高地。
王超告訴《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者,超磁新能作為可控核聚變中游企業(yè),為核聚變提供“心臟級(jí)”關(guān)鍵核心部件——高溫超導(dǎo)強(qiáng)場(chǎng)磁體,為加速可控核聚變商業(yè)化進(jìn)程掃清關(guān)鍵障礙。
據(jù)王超介紹,高溫超導(dǎo)磁體作為可控核聚變裝置中最核心的部件,其在核聚變裝置成本占比可達(dá)50%以上。目前,超磁新能正在開發(fā)世界首個(gè)大尺寸25特斯拉高溫超導(dǎo)可控核聚變托卡馬克磁體系統(tǒng),公司計(jì)劃在2027年交付首個(gè)可用于可控核聚變裝置的原型磁體。
“很多上下游客戶也都集聚在這里,上游集聚了大部分高溫超導(dǎo)帶材供應(yīng)商,下游集聚了多種路徑的聚變公司,“這對(duì)我們的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)工作來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵和重要?!蓖醭f(shuō)。
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