终极能源还有多远？一家英国公司称很快了

"核聚变将在未来几年内成为现实，而不是几十年。"英国核聚变能源公司托卡马克能源公司的首席执行官大卫·金厄姆说，核聚变发电的黎明即将到来。

成立于2009年、位于英国牛津的星际核聚变企业最近宣布，其最新的ST40聚变反应堆已首次启动，第一批等离子体已正式生成。今年秋天，ST40可以产生温度为1500万度的等离子体——相当于太阳的中心温度。在达到1500万度后，ST40的下一个目标是到2018年产生1亿度等离子体。该公司计划到2030年实现商业核聚变发电。

“今天是英国和世界发展核聚变能源的重要一天。我们向世界展示了首个由私营企业设计、建造和运营的一流受控核聚变装置。”大卫·金汉姆说ST40将证明在一个结构紧凑、成本优势明显的反应堆中可以达到1亿度的聚变温度。"这意味着核聚变将在几年内成为现实，而不是几十年."

ST40

太阳和氢弹都经历了不受控制的核聚变。相比之下，可控核聚变能够持续、稳定、安全地释放能量，在清洁度和原材料储备方面优于核裂变，被认为是人类彻底解决能源危机的最终模式。自20世纪50年代以来，科学家们一直在追求这种类似太阳的能源生产技术。

反常规:球形托卡马克装置，核聚变的“捷径”？

与支持“大尺寸”的国家大规模核聚变项目或国际合作核聚变项目不同，托卡马克能源公司有另一种方式专注于小型聚变反应堆的设计和开发——借助球形托卡马克装置和高温超导体两种新兴技术，并使设备尽可能小。

托卡马克装置是核聚变反应堆中最常见的设计。环形装置是一个带有圆形线圈的中空金属结构，利用磁场来控制超高温等离子体。球形托卡马克是一个更灵活的选择，是这个领域的“新星”。托卡马克能源公司认为，实验和理论研究都表明，与更“传统”的托卡马克装置如欧洲联盟环(JET)相比，球形托卡马克装置是聚变的“捷径”。然而，小型设备的建造时间较短，成本较低，商业前景广阔。

该公司在声明中表示，随着ST40反应堆的启动，下一步是安装和调试一套完整的电磁线圈，这对达到核聚变所需的温度至关重要。今年秋天，ST40将能够产生温度为1500万度的等离子体——这个温度相当于太阳的中心温度。在达到1500万度后，ST40的下一个目标是到2018年产生1亿度等离子体。这几乎是太阳中心温度的七倍，也是受控核聚变所需的温度。“1亿度是一个关键的门槛，这将是一个破纪录的里程碑，因为私人拥有或投资的聚变反应堆中的等离子体从未达到这样的温度。”大卫·金汉姆说。

托卡马克能源公司的最终目标是到2030年向电网输送聚变能源。它的前身库勒姆实验室是世界上最强大的托卡马克装置、欧盟环和世界领先的磁约束聚变能源研究中心的所在地。其中，欧盟圈是英国核聚变研究的核心和基石。

"在卡勒姆附近建立我们的公司没有错。"大卫·金厄姆早前在接受媒体采访时说，“欧洲联合环项目(包括卡勒姆的其他球形托卡马克装置)积累的经验帮助我们走到了今天。大型*项目，如欧盟环和国际热核聚变实验堆(ITER)，进一步加深了我们对核聚变的理解，并使像我们这样的商业公司更接近核聚变目标。”

该公司使用球形托卡马克装置和高温超导体两种技术，并保持设备尽可能小。该公司使用球形托卡马克装置和高温超导体两种技术，并保持设备尽可能小。

大卫·金厄姆说，他们不把核裂变工业视为竞争对手，相反，聚变和裂变可以相互受益。“在小型模块化核裂变反应堆和我们正在开发的同样大小的小型聚变反应堆之间，有一个非常有趣的技术重叠。”

由私人资本支持的核聚变企业开始与*主导的项目竞争。

这不是托卡马克能源公司第一次让能源行业感到惊讶。在伦敦举行的2015年皇家学会夏季科学展上，世界上第一个拥有完全高温超导磁体的托卡马克装置和托卡马克能源公司的第二个反应堆ST25连续29小时展示了等离子体的输出，创下了世界纪录。

在发布了ST40的最新进展后，大卫·金汉姆说:“我们仍然需要大量的投资，在许多学术和工业领域的深入合作，专业和创新的工程师和科学家，以及优秀的产业链来支持它。我们的方法是继续将探索聚变发电的旅程分解为一系列工程挑战，并继续筹集资金以实现新的突破。在这条路上，我们已经实现了一半的目标。通过不懈努力，到2030年，我们将实现商业化规模的聚变发电。”

在核聚变领域，像托卡马克能源公司这样的私营企业往往比*部门表现出更积极的风险偏好，并坚持寻求更加灵活和快速的技术途径。对于核聚变研究本身来说，这并不是坏消息，因为过去几十年的核聚变研究实际上已经将这个领域贴上了“庞大、政治和麻烦”的标签。小型灵活的私人资本更擅长尝试解决老问题的新方法。“我们对核聚变的追求是基于将它视为工程挑战和商业，而不是‘大科学项目’。”大卫·金汉姆说。

相比之下，尽管由大规模公共基金资助的项目不时取得新的科学突破，但总体进展缓慢，大规模核聚变项目变得越来越昂贵。例如，面对堆积如山的技术问题和不断上涨的成本，世界上最大和影响最深远的国际科学研究合作项目之一ITER不得不修改其既定时间表，并推迟第一个等离子体的时间点。该项目目前的计划是在2035年实现点火运行。七个成员——中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国——分别负责关键部件的设计和制造。然而，在具体的实施过程中，这个庞大而复杂的项目仍然遇到了许多困难。例如，一些成员未能在规定的时限内完成任务，他们各自的制造技术和标准不同。由此产生的连锁反应严重减缓了整体进度。

近年来，由世界超级富豪赞助和支持的核聚变初创公司正在发起一场技术革命，与*资助和领导的大型核聚变项目展开竞争。由加拿大石油公司Cenovus和亚马逊首席执行官杰夫贝佐斯(Jeff Bezos)等投资者支持的通用核聚变公司(General Fusion)，以及从高盛(Goldman Sachs)、微软(Microsoft)联合创始人保罗艾伦(paul allen)和俄罗斯国有企业俄罗斯纳米(Rusnano)筹集了数亿美元资金的三阿尔法能源公司(Tri-Alpha Energy)，都是近年来轰动一时的新星企业，打破了核能行业传统的沉闷氛围。

十多年后，聚变发电将商业化。托卡马克能源公司的目标疯狂吗？至少，到目前为止，它确实实现了之前设定的一系列小目标。