作者 | 李冰之 ?編輯 | 吾人??來(lái)源 |?#融中財(cái)經(jīng)

大廠們正迫不及待地為可控核聚變?cè)蚁抡娼鸢足y。

今年夏天，谷歌簽下了一份前所未有的購(gòu)電協(xié)議：承諾從核聚變創(chuàng)業(yè)公司Commonwealth Fusion Systems（CFS）的首座商業(yè)電廠ARC采購(gòu)200兆瓦電力。

這一規(guī)模遠(yuǎn)超2023年微軟與Helion Energy的50兆瓦協(xié)議，成為目前全球最大聚變能源購(gòu)電協(xié)議，也讓“聚變商業(yè)化”從概念向現(xiàn)實(shí)再近一步。

資本對(duì)CFS的追捧并非偶然。自2021年起，這家公司就拿下了全球核聚變領(lǐng)域單輪最大的18億美元B輪融資；今年8月28日，CFS再獲8.63億美元的B2輪融資，B輪總計(jì)融資26.63億美元（約合人民幣186億元），刷新了核聚變領(lǐng)域的單輪融資紀(jì)錄——背后站著谷歌、英偉達(dá)、比爾·蓋茨旗下基金B(yǎng)reakthrough Energy Ventures等重量級(jí)玩家，是聚變行業(yè)當(dāng)之無(wú)愧的“融資王”。

此輪融資后，CFS累計(jì)融資破30億美元，占全球聚變行業(yè)總?cè)谫Y的三分之一；公司估值也達(dá)到約80億美金（折合人民幣約560億元）。

與此同時(shí)，大洋彼岸的中國(guó)合肥，“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置EAST的控制室里早已爆發(fā)出歡呼——熾熱等離子體被成功維持上千秒，刷新了可控核聚變持續(xù)運(yùn)行的世界紀(jì)錄。

從比爾·蓋茨到谷歌，再到國(guó)內(nèi)外不計(jì)其數(shù)的創(chuàng)投機(jī)構(gòu)，都接連將目光聚焦向了曾被戲稱為“永遠(yuǎn)還需要50年”的可控核聚變技術(shù)，全球核聚變領(lǐng)域已然風(fēng)起云涌。

這項(xiàng)原先停留在實(shí)驗(yàn)室里的尖端技術(shù)，正加速?gòu)目蒲须A段走向產(chǎn)業(yè)前沿。

核聚變的歷史

人類最早對(duì)“核聚變”的探索，其實(shí)是為了回答一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題：太陽(yáng)的能量從哪里來(lái)？

1920年，英國(guó)物理學(xué)家愛(ài)丁頓（Arthur Stanley Eddington）首次提出猜想：“太陽(yáng)內(nèi)部可能在發(fā)生氫原子聚變成氦核的反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程會(huì)通過(guò)愛(ài)因斯坦質(zhì)能公式E＝mc2釋放巨大能量”——這是人類第一次把“聚變”和“恒星能量”聯(lián)系起來(lái)，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明。

直到1937-1939年間，美國(guó)物理學(xué)家貝特（H.Bethe）和德國(guó)物理學(xué)家魏茨澤克（C.F.v.Weizsacker）同時(shí)提出了C-N循環(huán)理論，此后貝特又進(jìn)一步算出太陽(yáng)氫聚變的具體公式，從理論上證實(shí)太陽(yáng)能源來(lái)自氫核聚變成氦核，才讓人類終于摸清了“人造太陽(yáng)”的方向。

理論落地需要實(shí)驗(yàn)支撐，而冷戰(zhàn)成了早期探索的催化劑。

1950年代，美蘇把核聚變當(dāng)作戰(zhàn)略技術(shù)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)：1954年蘇聯(lián)科學(xué)家伊戈?duì)枴に泛桶驳铝摇に_哈羅夫率先提出“托卡馬克”（Tokamak）方案，用環(huán)形磁場(chǎng)和電流約束超高溫等離子體，建成了第一臺(tái)托卡馬克裝置“T-1”。

美國(guó)則嘗試激光慣性約束路線，1972年勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）建成首臺(tái)多束激光裝置“Shiva”，靠60束激光壓縮燃料觸發(fā)聚變反應(yīng)。不過(guò)這一階段多是政府主導(dǎo)的秘密研究，雖然建成了多種實(shí)驗(yàn)裝置，但能量消耗遠(yuǎn)大于產(chǎn)出，商業(yè)化仍遙不可及。

冷戰(zhàn)結(jié)束后，各國(guó)意識(shí)到單靠一國(guó)之力難以破局，全球協(xié)作成了新的方向。1985年，美、蘇、歐、日共同啟動(dòng)“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆”（ITER）計(jì)劃，中國(guó)于2006年加入，與歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)共同簽署ITER計(jì)劃協(xié)定。它成為了迄今最大的國(guó)際科研協(xié)作平臺(tái)。

與此同時(shí)，各國(guó)也在推進(jìn)小型實(shí)驗(yàn)裝置。中國(guó)2006年建成的EAST多次刷新紀(jì)錄，今年更是實(shí)現(xiàn)了1億℃運(yùn)行1000秒；美國(guó)2009年建成的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）在2022年首次實(shí)現(xiàn)凈能量增益，人類終于摸到了“聚變能量可用”的門(mén)檻。

2020年代，核聚變探索迎來(lái)了關(guān)鍵轉(zhuǎn)折：高溫超導(dǎo)、AI控制等技術(shù)成熟讓裝置體積縮小、成本降低，全球碳中和需求又倒逼零碳能源突破，資本和科技大廠開(kāi)始主動(dòng)下場(chǎng)。

CFS融資紀(jì)錄、谷歌協(xié)議和微軟與Helion的首份協(xié)議，都意味著聚變已不再只是科研，而是有了2030年代建商業(yè)電廠的明確時(shí)間表。

大廠為何追捧核聚變

可控核聚變的本質(zhì)，就是“模仿太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱”。

太陽(yáng)核心的高溫高壓，把氫原子（氘、氚）“捏”成氦核，釋放巨大能量。

跟現(xiàn)有能源比，可控核聚變是在“降維打擊”：

要知道0.03克海水里氘的聚變能量，就相當(dāng)于300升汽油燃燒的能量，這種能量密度是傳統(tǒng)能源完全無(wú)法企及的；而“可控”就是讓聚變反應(yīng)像“可調(diào)溫的火爐”，既保持能量輸出，又不會(huì)像氫彈那樣瞬間爆炸，現(xiàn)在技術(shù)能實(shí)現(xiàn)短時(shí)間可控，但要穩(wěn)定到商用還有不小的一段距離。

跟現(xiàn)有能源比，核聚變是在“降維打擊”：

其一是清潔：核聚變只產(chǎn)生安全的氦氣，不排放二氧化碳，幾乎零污染零遺留。

其二是原料無(wú)限：氘能從海水里提取，1升海水的氘聚變能量相當(dāng)于300升汽油；同時(shí)，氚雖稀缺，但還可以人工制取，不愁用完。

其三是安全：核聚變反應(yīng)需要極端、苛刻的條件，一旦裝置故障反應(yīng)就會(huì)立即停止，不會(huì)爆炸或泄漏。

簡(jiǎn)單說(shuō)，可控核聚變商用就等于人類握住了“永久充電寶”。

那谷歌、微軟這些大廠，為啥愿意給聚變電廠投錢(qián)？

答案很實(shí)在，因?yàn)樗麄兛臁皼](méi)電用了”。

對(duì)大廠來(lái)說(shuō)最重要的就是數(shù)據(jù)中心。谷歌全球有幾十個(gè)數(shù)據(jù)中心，24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)、算AI，一年用電量相當(dāng)于一個(gè)中等城市，而這幾年因AI爆發(fā)，數(shù)據(jù)中心的耗電量還在猛烈上漲——IAE預(yù)計(jì)全球數(shù)據(jù)中心用電到2030年將翻倍，AI是增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素。

更關(guān)鍵的是，大廠還得扛住“零碳?jí)毫Α薄，F(xiàn)在全球都在推碳中和，歐盟甚至要收“碳關(guān)稅”。如果數(shù)據(jù)中心還用燒煤、燒氣的電，不僅成本高，還會(huì)影響品牌形象。

可眼下其他類型的清潔能源有個(gè)大問(wèn)題：風(fēng)電、光伏靠天吃飯，儲(chǔ)能成本又高，還存不久。核聚變剛好能解決這些痛點(diǎn)：它能24小時(shí)穩(wěn)定發(fā)電，零碳，原料便宜。

大廠要投的是能落地的產(chǎn)業(yè)。

谷歌不僅簽了購(gòu)電協(xié)議，還跟英偉達(dá)、比爾·蓋茨一起，給CFS砸了8.63億美元新融資——算上2021年的18億，CFS光融資就拿了近30億。

大廠們把這筆帳算清了：未來(lái)想擴(kuò)張，必須先攥緊“能源命脈”。

資本眼中的明星公司CFS

要說(shuō)當(dāng)下核聚變領(lǐng)域的明星公司，CFS當(dāng)之無(wú)愧。

提到CFS，就不得不說(shuō)它的創(chuàng)始人鮑勃·馬姆加德（Bob Mumgaard）。這位MIT等離子體實(shí)驗(yàn)室出身的物理學(xué)家，2018年帶著團(tuán)隊(duì)創(chuàng)業(yè)。誰(shuí)也沒(méi)想到，這家成立才五六年的公司，會(huì)成為全球聚變?nèi)Φ摹拔鹜酢薄塾?jì)融資近30億美元，占全球私人聚變企業(yè)融資總額的三分之一。

故事的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在2021年12月：馬姆加德帶著團(tuán)隊(duì)的“秘密武器”——高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，敲開(kāi)了資本的大門(mén)，一舉拿下18億美元B輪融資。

當(dāng)時(shí)投資者名單一公布，整個(gè)行業(yè)都震動(dòng)了：比爾·蓋茨的突破能源基金、喬治·索羅斯的量子基金、谷歌母公司Alphabet、老虎環(huán)球基金，甚至Salesforce創(chuàng)始人貝尼奧夫這樣的科技大佬，都愿意為這個(gè)“造太陽(yáng)”的項(xiàng)目買(mǎi)單。

馬姆加德和團(tuán)隊(duì)的底氣，來(lái)自2021年那個(gè)冬天的實(shí)驗(yàn)室突破：他們熬了三個(gè)多月，成功測(cè)試出20特斯拉的高場(chǎng)超導(dǎo)磁體線圈——這是托卡馬克歷史上從未有過(guò)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。要知道，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）的磁體才5.3特斯拉，而磁場(chǎng)越強(qiáng)，約束超高溫等離子體的能力就越強(qiáng)，裝置體積自然能大幅縮小。

這意味著反應(yīng)堆可以從“體育場(chǎng)大小”縮小到原來(lái)的1/60。

馬姆加德在發(fā)布會(huì)上說(shuō)：“以前大家覺(jué)得‘人造太陽(yáng)’遙不可及，是因?yàn)樵O(shè)備又大又貴。現(xiàn)在我們證明，小裝置也能扛住聚變的高溫高壓。”

近日，CFS又拿到了8.63億美元新融資，這次進(jìn)來(lái)的不僅有老股東蓋茨、施密特追加，還有英偉達(dá)、摩根士丹利。英偉達(dá)希望為聚變裝置提供AI控制系統(tǒng)，谷歌則直接簽下首座商業(yè)電廠ARC一半的電力（200兆瓦），用來(lái)給數(shù)據(jù)中心供電。

眼下，CFS在波士頓附近的SPARC試驗(yàn)機(jī)正建設(shè)，計(jì)劃2025-2026年點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)“能量產(chǎn)出大于輸入”；若順利，2027年驗(yàn)證核心突破后，還將在弗吉尼亞建ARC示范電廠，力爭(zhēng)2030年前后并網(wǎng)。

ARC電廠造價(jià)高昂、風(fēng)險(xiǎn)巨大，但團(tuán)隊(duì)和投資者愿意陪賭，因?yàn)橐坏┏晒Γ祟惥陀辛擞肋h(yuǎn)用不完的零碳電。

如今的CFS，早已不是幾個(gè)人的小作坊：團(tuán)隊(duì)擴(kuò)至上千人，實(shí)驗(yàn)室里的磁體線圈已成現(xiàn)實(shí)裝置。馬姆加德常說(shuō)：“我們不是在做一項(xiàng)技術(shù)，而是在圓一群人的能源夢(mèng)。”

全球“人造太陽(yáng)”競(jìng)賽

全球都在搶著做“人造太陽(yáng)”。

美國(guó)的Helion不走托卡馬克路線，而是采用“磁慣性聚變（MIF）”，2021年獲OpenAI創(chuàng)始人薩姆·奧爾特曼（Sam Altman）5億美元投資，并與微軟簽署2028年前的供電協(xié)議。

同是美國(guó)公司的TAE Technologies也是行業(yè)“老玩家”，于1998年成立，累計(jì)融資約13.5億美元，投資人包括硅谷富豪保羅·艾倫、谷歌母公司Alphabet、石油巨頭雪佛龍等。目標(biāo)2030年代推出氘-氘聚變?cè)蜋C(jī)，最終挑戰(zhàn)“氫-硼無(wú)輻射聚變”。

英國(guó)的Tokamak Energy是歐洲最大核聚變初創(chuàng)公司，走的是“改良托卡馬克”路線，主打球形托卡馬克，2022年其裝置首次實(shí)現(xiàn)了1億攝氏度等離子體溫度的突破，目標(biāo)2030年代建成示范電廠。

截至2024年，它的融資總額達(dá)到了3.35億美元，其中有美國(guó)能源部與英國(guó)能源安全與凈零部投的5200萬(wàn)美元。2025年6月，英國(guó)政府還宣布在未來(lái)五年向核聚變領(lǐng)域追加25億英鎊的投資。

此外，全球還有不少公司在嘗試不同的聚變方案，比如加拿大General Fusion用液態(tài)金屬錘擊等離子體，英國(guó)First Light Fusion用高速?gòu)椡铔_擊，德國(guó)Marvel Fusion搞激光驅(qū)動(dòng)的氫硼聚變，大家在嘗試不同路徑，但都在往前推。

國(guó)際聚變行業(yè)協(xié)會(huì)調(diào)查顯示，70%以上的私人企業(yè)認(rèn)為2035年前，核聚變能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，一半以上認(rèn)為能滿足商業(yè)運(yùn)行要求。

中國(guó)的突圍路徑

在核聚變領(lǐng)域，中國(guó)也沒(méi)掉隊(duì)。

科研裝置方面，中國(guó)具領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。合肥EAST 2025年1月剛創(chuàng)下1億攝氏度持續(xù)1066秒的“億度千秒”新紀(jì)錄，躋身國(guó)際領(lǐng)跑梯隊(duì)，成都“環(huán)流三號(hào)”、HL-2M等裝置成果不斷。

更宏大的“中國(guó)版ITER”——聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）也在籌備中，計(jì)劃分三步推進(jìn)：

2030年代先建成試驗(yàn)堆，實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)凈能量輸出（就是輸出比輸入多），驗(yàn)證發(fā)電可行性；

2040年代再建示范堆，向電網(wǎng)輸送少量電力；

2050年前后正式商用。

為支持這個(gè)項(xiàng)目，今年3月中核集團(tuán)、浙江浙能電力分別增資10億、7.5億元入股中國(guó)聚變能源有限公司，調(diào)動(dòng)“國(guó)家隊(duì)”資源鋪路。

政策方面，從《碳達(dá)峰行動(dòng)方案》到《十四五現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，再到2024年“未來(lái)產(chǎn)業(yè)”重點(diǎn)支持，核聚變多次出現(xiàn)在國(guó)家頂層設(shè)計(jì)文件。

在資本市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)鏈層面，中國(guó)對(duì)聚變的熱情同樣高漲。

今年7月，上交所舉辦“可控核聚變”產(chǎn)業(yè)沙龍，超20家企業(yè)和近30家創(chuàng)投機(jī)構(gòu)參會(huì)。二級(jí)市場(chǎng)上，“核聚變概念股”今年亦受到投資者熱捧，不少相關(guān)公司股價(jià)大漲。

創(chuàng)業(yè)公司方面，諾瓦聚變、能量奇點(diǎn)、星環(huán)聚能等初創(chuàng)公司紛紛獲億元級(jí)融資。

今年初，新成立的“諾瓦聚變”完成5億元天使輪融資，投資方包括社保基金、君聯(lián)資本、高瓴創(chuàng)投、阿里巴巴等，專注研發(fā)小型化聚變裝置；

2021年成立的“能量奇點(diǎn)”聚焦小型高溫超導(dǎo)托卡馬克，首輪融資近4億元，投資方有米哈游、蔚來(lái)資本、紅杉中國(guó)；

同樣在2021年成立的星環(huán)聚能也于天使輪中融得數(shù)億元，目標(biāo)是商用聚變裝置。

更早之前，民營(yíng)能源企業(yè)新奧集團(tuán)在2019年已搶先一步，在河北廊坊建成了國(guó)內(nèi)首臺(tái)中等規(guī)模的私營(yíng)球形托卡馬克試驗(yàn)裝置并實(shí)現(xiàn)首次放電。可以預(yù)見(jiàn)，隨著技術(shù)門(mén)檻逐漸被攻破，中國(guó)民營(yíng)資本將在聚變領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

整體而言，中國(guó)在核聚變上的布局可用一句話概括：“頂層有政策，底層有技術(shù)，中間有資本”。“商業(yè)化漸行漸近”并非空穴來(lái)風(fēng)，但理性來(lái)看，從實(shí)驗(yàn)室的璀璨“人造太陽(yáng)”到千家萬(wàn)戶的長(zhǎng)明燈火，中間的征途絕非坦途。

全球核聚變企業(yè)要實(shí)現(xiàn)“終極能源”落地，仍需突破三重核心挑戰(zhàn)：

技術(shù)上，實(shí)驗(yàn)室Q>1只是起步，商用需更高Q值且穩(wěn)定運(yùn)行，托卡馬克要解決等離子體不穩(wěn)定的問(wèn)題，其他新路線也有技術(shù)卡點(diǎn)；

工程與成本上，聚變裝置的工程難度遠(yuǎn)超想象——國(guó)際合作的ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）原本計(jì)劃2025年首次運(yùn)行，現(xiàn)在已延期到2027年，造價(jià)也超200億美元，光核心部件就來(lái)自35個(gè)國(guó)家，任何環(huán)節(jié)出問(wèn)題都會(huì)拖慢進(jìn)度；

人才與供應(yīng)鏈上，既缺頂尖人才，超導(dǎo)材料等關(guān)鍵部件也面臨短缺與高成本問(wèn)題。

可即便如此，各國(guó)仍不愿放棄核聚變——化石能源將盡、風(fēng)電光伏有間歇性、核裂變存廢料隱患，唯有核聚變能兼顧清潔、安全、燃料無(wú)限（氫同位素取自海水），是解決能源危機(jī)的終極鑰匙。

對(duì)各國(guó)而言，這本質(zhì)上是一場(chǎng)“不容輸”的能源戰(zhàn)爭(zhēng)，再難也得往前沖。

結(jié)語(yǔ)：黎明前夜

幾十年來(lái)，人們?cè)诤诎抵忻鳎缃窠K于看到前方的曙光。各國(guó)科學(xué)家與資本市場(chǎng)正把核聚變從科幻拉向現(xiàn)實(shí)。

從國(guó)家863計(jì)劃對(duì)高科技的遠(yuǎn)見(jiàn)投入，到現(xiàn)在的“8.63億美元”涌入聚變賽道，人類從未停止追逐“人造小太陽(yáng)”的腳步。可以想見(jiàn)，一旦核聚變商業(yè)化落地，其帶來(lái)的將不僅是能源生產(chǎn)方式的革新，更是全球能源江湖的重新洗牌。

回望歷史，每當(dāng)出現(xiàn)顛覆性能源技術(shù)（蒸汽機(jī)、電力、核能），國(guó)家興衰與產(chǎn)業(yè)格局都會(huì)被改寫(xiě)。聚變作為“終極能源”，落地后的威力將遠(yuǎn)超以往任何一次能源革命。

當(dāng)然，產(chǎn)業(yè)化并非一蹴而就，更像是一場(chǎng)需要接力的馬拉松。從實(shí)驗(yàn)室原型到商業(yè)電廠，中間或許仍需十年、二十年的爬坡過(guò)坎。

從現(xiàn)在到2030年代中期，注定是關(guān)鍵攻堅(jiān)期。在這黎明前的漫長(zhǎng)黑夜里，有狂熱，有冷靜；有理想主義的執(zhí)著，也有工程師的務(wù)實(shí)。無(wú)論如何，這列駛向星辰的列車已不可能停下。

人類能源史的新篇章，正由此開(kāi)啟。