核聚变技术即将突破 算力的尽头是可控核聚变吗?

科技   2025-01-08 19:19   北京  

对算力总规模居全球第二的中国而言,OpenAI CEO的大胆预测所激起的浪花可能会波及更远

近日,OpenAI CEO奥尔特曼接受采访时表示,核聚变技术或将取得重大突破。他预测,OpenAI投资的公司Helion将“很快”演示净能量增益核聚变。所谓净能量增益核聚变,是指聚变反应产生的能量大于促发该反应的镭射能量。通俗而言,就是产出已经大于投入了。

因此,尽管后续还需要构建系统、扩大规模、建立工厂以及获得审批等环节,但一言概之:核聚变已具备可行性。

虽然核聚变技术非常复杂,从实现净能量增益到实现真正的商业化应用可能还有很长的路要走,但在全球日益狂热的AI算力竞争刺激下,科技巨头们依然纷纷下注核聚变发电。

例如,微软已与Helion签订购电协议,Helion的首座核电站将在2028年前投入使用,从而向微软供电。同时,亚马逊、谷歌等巨头也将目光投向核聚变。2024年10月,谷歌母公司Alphabet宣布将购买由Kairos Power开发的小型模块化反应堆所产生的核能。同月,亚马逊宣布与三家公司签订合作协议,初期投资数亿美元开发小型模块化反应堆。

中信证券认为,在技术路径较为确定、各国持续加大投入的背景下,聚变堆商业化的节奏有望超市场预期。预计2030至2035年间全球核聚变装置市场规模有望达2.26万亿元。

除了刺激市场重燃对核电产业的激情外,OpenAI CEO的大胆预测在中国激起的浪花可能会波及更远——此前不久,由中央广播电视总台和国务院国资委联合制作的大型系列纪录片《大国基石》,推出第三期《算力引擎》,其中明确强调:“算力即国力,它是数字经济时代的新质生产力。截至2023年底,中国算力总规模位列全球第二。在中国,算力正以勃发之姿,启前所未有之业。

马斯克和黄仁勋都提出“算力的尽头是电力”,这一观点也得到了国内决策层和主流舆论的认可。毕竟,数字经济时代,算力和电力是驱动经济社会发展的两大关键要素,二者协同发展至关重要,即:通过电力带动算力绿色化升级、算力赋能电力数字化转型,最终形成算力电力相互促进、互为支撑的良性循环。

然后,电力的尽头,难道是可控核聚变?全球范围来看,核聚变被视为潜在的无限、安全、清洁能源,有望解决能源短缺和气候变化问题。 与目前广泛应用的核裂变技术相比,核聚变不产生高放射性的核废料,而且其所需燃料氘和氚在地球上储量非常丰富,此外,从物理原理上讲,聚变反应堆具有更高的安全性。

此前,主管部门针对可控核聚变的发展已有规划。国家《“十四五”能源领域科技创新规划》提出新一代核能技术及其多元化应用是全球核能科技创新主要方向。科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等9部门联合印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》,将可控核聚变技术归为“前沿颠覆性低碳技术”范畴。

国务院国资委主任张玉卓更在2024年两会期间明确表示,“到2025年,中央企业战略性新兴产业收入的占比要达到35%,在类脑智能、量子信息、可控核聚变等方面要提前布局。”

近年来国内外的核聚变研究屡获突破。比如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)在2022~2023年先后4次实现了聚变输出能量大于激光输入能量;国内当前规模最大、参数能力最高的新一代人造太阳“中国环流三号”实现100万安培等离子体电流高约束模运行,再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录。

有研究机构指出,全球可控核聚变技术的商业化进程正在加速,或可提前至2030年。2023年,参与国际核聚变工业协会(FIA)调查的全球主要43家核聚变企业中,超过一半认为首座核聚变电厂将在未来十年内实现并网发电,接近一半认为可控核聚变将在2035年前实现商业化,商业化进程正在加速。


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