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揭秘米哈游投资核聚变公司的背后

“一波又一波的资金涌入到核聚变领域当中,这正是核聚变工业扩张的信号。”

“米哈游投资了核聚变!”

时隔二十天,米哈游系列游戏《原神》《崩坏学院》的玩家们,依然被这则消息震惊:2022年2月25日,能量奇点(一家致力于开发可商业化的聚变能源技术的公司)在其官方微信公众号上宣布获得近4亿元(6300万美元)投资,其领投企业之一是米哈游。

有人为米哈游宣称的“技术宅拯救世界”欢呼,惊奇于“为游戏氪得金原来是支持了科研”;有人认为米哈游纯粹是钱挣得太多,找不着地方花。Sensor Tower数据显示,2021年《原神》仅在移动端的总收入就达到了18亿美元(约合113.61亿元人民币),而同年,网易游戏的全年净收入是628亿元。基于此,米哈游被认为已超越网易——“网易游戏第二地位不保”。再结合可控核聚变技术实现永远需要“三五十年”的传说,不少人深深赞同米哈游可能就是“人傻钱多”。

图源Sensor Tower。

而事件的另一个主角能量奇点,于2021年6月刚刚成立,“聚焦于研制有商业发电潜力的高磁场、高参数、标准化的高温超导托卡马克装置及其运行控制软件系统,为未来商业聚变发电堆提供高性价比、高可靠性的核心组件和服务”。

能量奇点声称自己的团队成员涵盖高温超导、等离子体物理、人工智能等核聚变研究所需的众多领域,且都来自*院校及科研院所,如斯坦福大学、普林斯顿大学、北京大学、清华大学等,但因为目前无法获知团队成员的具体信息,均无法核实。能量奇点没有官网,所有公告均在微信公众号平台发布,融资成功之后,发布的*条推文是一则招聘启事,并成功成为其阅读量最高的一则推文。这大概证明,关注它的业内人士的确不少。

上周三,能量奇点在其公号中宣布与核工业西南物理研究院签署了协议,双方计划共同研发全球首台基于全高温超导磁体的托卡马克,以实现长时稳态运行的科学和工程目标。核工业西南物理研究院是我国可控核聚变领域的老牌研究机构,我国聚变领域*座大科学装置中国环流器一号(HL-1)就是出自它之手,2020年12月,其建造的中国环流器二号M装置(HL-2M)也实现了首次放电。在核工业西南物理研究院的加持下,这个略悬浮的初创公司终于多了些实体感。

米哈游总裁刘伟表示:“可控核聚变是一项激动人心的技术。过去半个多世纪,各主要科技强国都在持续投入,科学研究和工程经验都经过了长期积累。最近十年,随着几项关键技术的突破,商业公司和风险投资开始大举进入这个领域,这种趋势在美国尤为明显。”

在美国、欧洲等地,投资确实正在加速涌入可控核聚变领域,初创公司也都给出了令投资者们疯狂的理由:他们几乎都承诺,在十年内开发出可商用核聚变。那么,问题来了,“三五十年”的传说真的已是过去式了?“永动机”,触手可及?

01、烧钱与进度

近半年的核聚变投资领域,最轰动的大事并非连游戏公司都参与了核聚变投资,而是单次的融资额纪录被抬升到了10亿级。去年12月,Commonwealth Fusion Systems完成了B轮融资,获得超过18亿美元的巨额融资,也刷新核聚变领域融资额的新记录。此次投资,由Tiger Global牵头,比尔·盖茨的公司、Marc Benioff的Time Ventures和其他大约二十多家公司参与。

Commonwealth一举成了领域内最炙手可热的核聚变公司,也看呆了一众此前刚刚为亿元级美元融资兴奋不已的人们。Commonwealth成功融资的前一天,General Fusion刚刚结束由Temasek Holdings公司牵头的1.3亿美元E轮融资,投资者包括了亚马逊的创始人杰夫·贝佐斯;前1个月,Helion Energy完成了由OpenAI的联合创始人Sam Altman领导的5亿美元E轮融资,如果依照计划达到目标,还有机会再获得17亿美元。

核聚变正在成为投资界的一个新招牌。据Fusion Industry Association(FAI)统计,在2021年,可控核聚变领域共吸引近 19 亿美元的私⼈资金、 8500 万美元的政府资金以及其他渠道的资金,相关私营企业也成功累积到了23家。其中,15家 (65%) 成立于过去10年, 12 个 (52%) 的成立时间则在5年之内。

近30年成立的核聚变公司,图源FAI。

就这样,人们眼睁睁看着核聚变成了投资领域的一个赛道。

可控核聚变确实是堪称“能源终结解决方案”的理想能量之源:能量释放效率比传统能源高数百万倍,且原料无限,零污染,但与此同时,这也是一个动辄需要十亿、几十亿美元研发投入的新技术。目前,以国家为单位,多个国家在研制自己的核聚变,同时,也以国家为单位展开合作(比如有30多个国家参与的ITER),但即便已经投入了几十、上百亿美元,距离真正的成功,依然很远。

可控核聚变技术的实现难度之高,以及所需的投入之大。现在看来,这些都无法阻挡投资者,*能源所描绘的未来实在让他们为之疯狂。2020年之后,在全球经济备受新冠疫情影响之下,这种疯狂仍未停止,投资金额从此前的几百、上千万美元飙到了亿、十亿美元,就是*的证据。

现在,2022年的*季度尚未结束,就已经先后有数家相关企业被投资。2月中旬,在能量奇点获得6300万美元投资的前十天,总部位于英国的First Light Fusion宣布,它从Oxford Science Enterprises、Hostplus和IP Group以及新投资者Braavos Capital和Tencent(没错,就是那个鹅厂)那里筹集了4500万美元的C轮融资。

crunchbase上的数据表明,这距离First Light上轮的2500万美元融资刚过去14个月——核聚变企业的烧钱速度可见一斑。而在核聚变领域,这种烧钱速度实在稀松平常,且越到后期越费钱。

可控核聚变在理论上有多种实现方法,这在FAI统计的23个核聚变公司中,几乎都得到了体现。除了最常见的磁约束技术路线,磁惯性、惯性约束、混合静电约束等也被一一尝试,由此也延伸出多种实验装置,甚至有公司复现了上世纪五六十年代流行一时但终被放弃的仿星器。而这些实验装饰的共同点就是,都需要大量烧钱。

图源FAI。

Commonwealth走的是*众的磁约束路线,具体实现方式则是传统的托卡马克。它是麻省理工学院的衍生公司,2018年才成立。该公司的首席执行官Bob Mumgaard表示,他们将在6年内建成一个可用的核聚变反应装置。而在完成第三轮的8400万美元融资的5个月后,Commonwealth才研制出高温超导磁铁HTS。HTS被用于维持超高磁场,以创造聚变条件。去年夏天,Commonwealth终于成功测试了HTS,并用于优化自己的托卡马克。

全世界大约有150个托卡马克,其中*的一个正是由ITER花费300亿美元建造的——重达2万吨,有一个篮球场大小,预计将在2035年完工。ITER的主磁铁将重约400吨,实现的磁场强度将超过12特斯拉,而Commonwealth的目标是使用15吨的磁铁,产生20特斯拉的磁场。HTS是达成这个目标的关键,它的原材料是稀土钡铜氧化物(又名ReBCO),以此制成的超导体可以几乎零损耗地传输电流。因此,ReBCO既是制造强大电磁铁的关键,同时,也是“制造核聚变装置的关键”。此后,Commonwealth正式着手建设托卡马克。

在完成18亿美元的融资之后,Commonwealth宣称这些资金将用建造、调试和运营世界上*台净能源聚变机SPARC,以及*座商业聚变发电厂ARC。他们计划,SPARC将在2025年完成聚变的商业化标准的能量净增,这意味着能量输出与输入的比值要达到几十甚至更高;21世纪30年代初,ARC建造完工并开始用于发电。

这是超越了人们一贯认知的核聚变时间规划。如果对比其他核聚变私营企业的计划书,很容易发现,这种激进的计划反而是一种常态。

总部位于华盛顿州的Helion Energy就计划在2024年完成核聚变的能量净增。它所采取的技术路线是磁惯性约束,通过叠加“磁场反向配置”和“脉冲不点⽕”实现。为此,Helion一直在更新自己的聚变反应装置,至2020年,在烧了此前融资的七千万美元之后,成功完成第六代核反应装置的建设,即Trenta。目前,Helion正在建造第七座反应装置“北极星”(Polaris),同时也在设计第八座反应装置“心宿二”(Antares)。

去年6月,Helion成为*家将等离子体加热到1亿摄氏度的私营公司,这被视为Helion核聚变商业发电之路上的重要里程碑。

2013年,Mithril Capital的联合创始人Ajay Royan(另一位联合创始人是亿万富豪Peter Thiel)首次向Helion投资了200万美元,使它能建造可以“重复脉冲电源”的聚变反应装置。此后,Mithril一直投资Helion,包括最近一轮的5亿美元——如果该公司的第七款原型能按照预期工作,Mithril承诺再投资17亿美元。

对此,Helion首席执行官David Kirtley信心满满:“10年后,我们肯定会有商业电力用于出售。”

Kirtley的自信不仅来自于自己,更是来自于同行。

General Fusion计划在2025年启动并运行其示范工厂。

创建于1998年、目前规模*的核聚变公司TAE Technologies希望在2030年为电网提供源于核聚变的电。

First Light Fusion计划在本世纪40年代要建造多座工厂,其中首座于30年代完成。至于在此之前的科学难题,则在20年代完全攻克。

02、10年实现核聚变商用?

如此整齐划一的夸张时间规划,我们在默认是为了吸引投资的说辞外,也不免有一丝动摇,难道核聚变商用真的会在10年内实现?

在国际原子能机构 (IAEA)的核聚变物理学家 Sehila M.Gonzalez de Vicente 看来,随着大量资本的涌入,核聚变领域的技术突破很可能提前出现,而核聚变能源的应用也很可能会在30 年或 50 年后成为现实。但与此同时,他用于衡量核聚变实现时间的尺度并没有改变,依然是一以贯之的“三五十年”。

非盈利基金会Fusion Power Associates的主席Stephen Dean也说,“到目前为止,核聚变的历史并没有给我们很大的信心。众所周知,我们离聚变商用还差50年已经很多年了。”

与此同时,Fusion Power Associates中的所有私营公司都踏上了追求聚变商业化之路。商用核聚变对投资人和创业者的诱惑是巨大的,只要有一家公司成功,就将彻底解决全球的能源供应问题,且*无碳。

在过去半个多世纪中,全球已建成超过100台可控核聚变装置。其中,磁约束核聚变研究一直是主流技术路线,托卡马克更是凭借杰出的性能(聚变三重积比其他技术路线高2-4个数量级)脱颖而出,但与此同时,其他类型的技术路线也没有被放弃,美国国家点火计划就致力于通过惯性约束的路线完成聚变点火。然而,目前为止,所有努力的最终结果是,可控核聚变的商业化依然遥遥无期。

再具体一点,用于判断点火成功的聚变三重积也还差几个数量级,而创业公司动辄许诺在两三年内达成的能耗比,齐聚全球之力,奋斗几十年,还没有突破0.7。被视为里程碑事件的将等离子体加热到1亿摄氏度,在几年前就已实现,最高纪录甚至达到了5亿度以上。然而即便如此,依然没有国家级的研究机构声称,可以在几年之内实现可控核聚变的商业化。

具体的时间规划中,我国建成原型电站的目标时间是2050年,韩国和俄罗斯的进度也差不多都是本世纪中,即便向来对自己自信满满的美国,设定的原型电站建成时间也在2035年,运行时间则在5年之后。

另一方面,公开的资料显示,这些私营核聚变公司采用的都是中小型化的设计方案。而以目前有明确研究数据支撑的托卡马克为例,其原理决定,装置的体积越大,才越有可能达到点火临界点。ITER就是基于此设计和建造的大型托卡马克。而小型化的核聚变装置,如球形托卡马克和RFP,虽然从投资和商业概念出发很有诱惑力,但是到目前为止,还没有任何实验表明能够实现点火。

但从另一方面出发,资本的涌入本身其实已经完成某种表态,毕竟钱不会说谎,以及投入总是要求回报的。《华尔街日报》援引业内人士的话,如此评论:“一波又一波的资金涌入到核聚变领域当中,这正是核聚变工业扩张的信号。”


*参考资料:

https://www.iaea.org/newscenter/news/unprecedented-progress-accelerates-fusion-research-thanks-to-private-sector-investment

https://drive.google.com/file/d/17lrqxt6NG0-QjVafJ_WHbT43kSGiK-WD/view

https://www.economist.com/science-and-technology/2019/05/04/fusion-power-is-attracting-private-sector-interest

https://www.fusionenergybase.com/organizations/#companies

https://www.technologyreview.com/2022/02/23/1045122/fusion-power-mit-startup-commonwealth/

https://tae.com/wp-content/uploads/TAE-Milestone-Press-Release.pdf

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