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隨著近年來高溫超導技術的成熟、產業化獲得突破,大幅降低了聚變實驗堆的成本與建設周期。
磁約束聚變主要靠磁場來約束高溫等離子體,而托卡馬克聚變堆單位體積的聚變功率密度正比于磁場強度的4次方,即磁場加強1倍聚變性能可以提高16倍。因此同等設計聚變功率下,磁場越強,所需的裝置體積越小,成本及建設難度越低。
采用高溫超導磁體的SPARC/ARC體積、成本顯著小于采用低溫超導磁體ITER。
ITER:工程設計結束于1998年,由于早期材料與技術水平的限制,其采用鈮三錫低溫超導磁體,等離子體中心最高磁場強度只能達到5.3T。因此,為達到500MW聚變功率、聚變增益Q=10的目標,ITER等離子體大半徑達到6.2米,整體預算高達200億歐元。
SPARC/ARC:MIT基于二代高溫超導帶材REBCO,設計了聚變功率>50MW、聚變增益Q>2的小型聚變試驗堆SPARC和聚變功率>200MW、聚變增益Q>10的聚變商業示范堆ARC。其中ARC設計磁場強度9.2T,等離子體大半徑3.3米,預計造價55億美元;SPARC設計磁場強度12T,等離子體大半徑僅1.65米。

除了材料端的進步,AI模型的進步和算力的不斷發展也在推動聚變應用加快落地。
托卡馬克聚變裝置的難點之一就是精確控制和約束內部的等離子體,而人工智能,特別是強化學習,特別適合解決托卡馬克中控制等離子體的復雜問題。
2022年,DeepMind利用強化學習首次控制核聚變,大大簡化了控制系統。使用單個計算成本低的控制器取代了嵌套控制架構,消除了獨立平衡重建的要求,縮短了控制器開發周期,并能加速更換等離子配置驗證。2023年,改進后的算法將等離子體形狀精度提高了65%,并且將訓練時間減少了3倍。

隨著近年來高溫超導技術的成熟,大幅提升聚變裝置性能的同時成本持續下降,疊加AI超預期發展對聚變裝置設計和控制效率的提升,加快了可控核聚變商業化落地的預期,資本市場融資屢創新高。
根據聚變行業協會(FIA)數據,截至2022年底,全球私言核聚變公司已積累獲得48.6億美元的投資,相比2021年增長139%,參與核聚變研究的公司總數超過30家。而截至2023年上半年,全球私營核聚變公司積累融資額就已達62.1億美元,新參與公司數量達13家。

海外核聚變投資熱度持續提升。2021年12月,Commonwealth Fusion Systems(CFS)宣布完成B輪18億美元融資,投資方包括微軟創始人比爾.蓋茨、索羅斯、老虎環球基金和谷歌等,這也是迄今為止核聚變領域最大的一筆私人投資。CFS計劃2030年后建成商用核聚變發電廠,并實現并網運行。

國內可控核聚變投融資同樣逐漸升溫。能量奇點成立于2021年,是國內第一家聚變能源商業公司,2022年能量奇點完成4億元人民幣的首輪融資,2023年4月完成近4億元Pre-A輪融資,公司累計融資近8億元人民幣。2022年6月至今,星環聚能同樣也已完成兩輪融資,融資額達數億元。翌曦科技于2022年9月完成5000萬元種子輪融資。此外,2023年5月,蔚澤晶潤及其募資方和關聯方、皖能股份及皖能資本、合肥產投等共同出資成立核聚變公司聚變新能,注冊資本達50億人民幣。

超半數核聚變公司預期2035年前實現并網發電,商業落地有望提速。根據聚變行業協會(FIA)最新報告統計,在全球40家核聚變公司中,有6家公司認為2030年前第一臺聚變機組將實現并網發電,有20家公司認為2031-2035年第一臺聚變機組將實現并網發電,有9家公司認為2036-2040年第一臺聚變機組將實現并網發電,有5家公司認為2041年后第一臺聚變機組將實現并網發電。
2023年5月,核聚變初創公司Helion Energy宣布,科技巨頭微軟與公司簽訂購電協議。公司承諾在2028年之前開始通過核聚變發電,并在一年之后為微軟提供至少5oMW的電力,Helion的長期目標為實現每千瓦時1美分的電力供應。值得一提的是,HelionEnergy投資人包括OpenAl的創始人SamAltman。