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“人造太阳”火了!核聚变能源获资本加持市场前景广阔

来源:览富财经网
作者:希文
发布时间:1970-01-01
摘要:通过核聚变产生能源,具有相对安全环保的特点,目前全球核聚变领域投资规模不断扩大,我国也有企业开始入局,核聚变能源的大规模应用将成为现实。

太阳是生命之源,随着科技不断发展,人类正在开启另一个宏伟的探索计划——“人造太阳”。简单来说,科学家通过特殊的核聚变装置,模拟太阳的核聚变反应,从而源源不断产生安全性高的且具备环保优势的能量。随着一系列技术难题被攻克,如今核聚变已经从科研层面延伸至商业化层面,越来越多的企业和资本介入这个新兴领域,也让核聚变产业的市场规模不断扩大。

核聚变是人类能源变革的重要推手

经过多年的发展,如今我们已经对核电不再陌生。目前人类使用的核电站均采用核裂变原理,即使用较重的放射性元素实现原子核分裂产生能量。与核裂变相比,核聚变则是将较轻元素(主要包括氘、氚)的原子核融合,从而生产较重的元素。由于原子核在融合过程中会释放大量能量,通过特殊的装置,我们就可以模拟出太阳发光发热的效果。科学家研究发现,太阳内部每时每刻都在发生核聚变现象。当产生的原子质量小于参与反应的原子质量时,多余的质量就会转化为能量,释放出大量光和热。

按照美国科学家的分析,核聚变产生的能量要远超核裂变,而且整个反应过程并不会出现核污染。因为核聚变不会产生二氧化碳等温室气体以及核废料,故非常环保。就以参与核聚变的两大核心元素氘和氚来说,前者可以从海水中进行提取,后者由中子和锂反应产生。这也意味着,一旦核聚变技术得到大力推广,人类理论上可以获得无限多的清洁能源。特别是在安全性方面,和触目惊心的核泄漏事故相比,核聚变反应堆即便出现问题,也不会有泄漏风险,更不会对自然环境造成污染和影响。

目前从全球范围来看,美国在核聚变技术研发和应用方面走在了世界前沿。去年12月,美国联邦核聚变系统公司完成18亿美元融资,创下了至今为止核聚变私人投资额领域的最高纪录。据悉,参与投资的既有谷歌这样的巨头企业,又有比尔·盖茨、索罗斯等行业巨头,由此也可以看出核聚变产业的火热程度。除了美国之外,近年来一直注重能源改革的日本,也在核聚变领域建树颇多。包括Kyoto Fusioneering、EX-Fusion、Helical Fusion在内,多个核聚变初创公司都得到资本的眷顾,相关项目推进速度很快。

和国外企业相比,我国核聚变领域的初创企业也形成了规模化趋势。特别是今年以来,包括能量奇点、星环聚能等在内的多家头部企业,都实现了天使融资,红杉种子等知名投资机构的入局,让我国在很多核心技术领域跻身头部领跑行列。比如,在今年2月,我国自主研发建造的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)就创造了世界之最:在7000万℃的高温下,实现长达1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。

可控核聚变产业扩张之势不可阻挡

虽然说可控核聚变产业是实现清洁能源改革的可行性方案,有着广阔的发展前景,但要实现“可控”和“持久”,依然存在很多技术难题。首先,实现核聚变的全过程对环境、设备的要求很高,尤其是要让设备内部温度达到太阳内部高温标准,并且要做到精准控制,这在科学技术领域是不小的挑战。其次,大规模推广可控核聚变技术的前提就是要保证一个目标的实现,那就是核聚变设备产生的能量要比反应耗费的能量多。迄今为止,尚且没有任何国家、企业或科研团队完成这一壮举。

尽管可控核聚变产业的商业化推广之路任重道远,但这并不能改变科学界、产业界和投资界对产业未来前景的看好。尤其是近两年来,随着一些科研机构在核心技术领域不断取得突破,人类距离可控核聚变商业化推广目标已经越来越近。其中,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室在“燃烧等离子体”领域取得重大突破。实验表明,其产生的能量达到了0.17兆焦耳,虽然这个数值距离启动核聚变过程所需的1.9兆焦耳还有不小的差距,但这个成果还是让业界充满信心。

除了科研界在不断攻关之外,可控核聚变的私人投资也持续升温。按照核聚变工业协会的数据统计,仅仅是今年一年,全球核聚变领域的私人投资额就超过了此前的总额度。从大环境来看,随着全球气候变暖趋势越来越明显,人类应对气候变化的危机越发突出,而核聚变正是行之有效的可替代清洁能源,因此受到世界各国的高度重视。去年,国际原子能机构在联合国气候大会上就多次强调,大力发展核电是减少二氧化碳排放的必由之路。而核聚变释出的能量比燃烧等量的煤、石油或天然气多将近400万倍,再加上环保和安全的优势,因此更应该被大力推广。

按照国际原子能机构的统计,截至去年底,全球处于运营中的核聚变装置已经多达96座,包括中美俄、日本、印度、英国等科技大国均在该领域扩大了产业布局,随着大量资本的涌入,各大科研机构及科创企业在核聚变领域的技术突破将不断提速。预计在未来30年或50年期间,核聚变能源的大规模应用将成为现实。

国内可控核聚变产业链企业值得关注

我国在可控核聚变领域起步很早,并且已经出现了一批实力超群的头部企业,尤其是在材料和设备领域,我国的一些头部企业在全球市场都占有一席之地。

作为国家火炬计划重点高新技术企业,久立特材是国际热核聚变实验堆计划

(ITER)中国工作组的重要供货商之一。其开发的核聚变装置PF导体316L不锈钢方圆管,是目前国内唯一满足ITER项目要求的PF导体铠甲供应商。ITER装置用TF导体铠甲更是“人造太阳”核心部件,目前已被纳入ITER采购包。作为国内核电用管制造领域的领头羊,受到ITER计划的持续驱动,企业在可控核聚变领域的产业布局也不断扩大,并且在全球市场具有竞争优势。

天沃科技是上海电气集团旗下企业,能源工程服务也一直是天沃科技的核心业务。早在2020年,天沃科技就与中广核工程有限公司进行联合,并研制出我国首个通过公开招标中标的国际“人造太阳”项目核压力设备——不锈钢蒸汽冷凝罐,这也是我国企业首次成功研制的核聚变关键设备。近两年来,随着可控核聚变领域市场持续升温,相关零部件与配件赛道也水涨船高,天沃科技作为主要供应链企业,在全球市场的份额也不断提升。

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