FIA发布《2023年全球聚变行业：聚变公司调查》

聚变能源作为促进世界低碳能源供应的一种选择，越来越令人兴奋。越来越多的私营公司致力于提供商业核聚变，并在科学和技术方面取得重大突破，从而建立商业发电厂。核聚变工业协会（FIA）于2023年7月发布的《2023年全球聚变行业：聚变公司调查》包括了 43 家开发商业聚变的私营公司，高于 2022年的33家和2021年的23 家，其中13家(30.2%)成立于2022年度，25家公司（58.1%）是在过去5年间成立的，整个行业对市场进入的信心呈现持续增长态势。

该报告显示，截止2023年4月，全球可控核聚变行业所获得的总投资额已达到62.1亿美元，其中59.4亿美元来自私人投资，总投资较2022年同期增加14亿美元，相比2021年同期增加42亿美元。全球可控核聚变行业在2022年度（2021年4月-2022年4月，下同，不再重复）和2023年度连续两年都实现了融资总额的大幅上升，在2022年度，新增资金主要来自Commonwealth Fusion Systems 的 18 亿美元和 Helion Energy 的 5 亿美元，二者之和占到了整个行业新增融资的80%，同时，2023年度的新增融资虽然低于2022年度，但投资更加分散，出现了范围更广的小型“种子”或“A轮”投资。

调查显示，有4家公司相信他们将在2030年之前向电网供电，有19家公司预计到2035年将向电网供电，在商业可行性上，有18家公司预测他们将在2035年实现商业化，另外13家公司预计到2040年实现商业化。在技术路线上，大部分公司采用的都是磁约束技术路线（21家），此外还包括磁惯性约束（5家）、惯性约束（9家，主要是激光聚变）、混合静电约束（1家）、仿星器（2家）等方法。

其中，美国Commonwealth Fusion Systems公司采用的是最大众的磁约束路线，具体实现方式则是传统的托卡马克。2022年，公司成功制备并测试了稀土钡铜氧化物高温超导磁铁HTS，此类HTS只需15吨的磁铁材料，能够生成20特斯拉的磁场，超过了大型托卡马克400吨主磁铁的磁场强度，目前，公司正在和美国麻省理工学院等离子体科学与聚变中心开发磁约束聚变反应堆原型SPARC，反应堆计划于2025年投入运行，以及第一座商业聚变发电厂ARC（预期能量输出与输入的比值可以达到几十甚至更高），发电厂计划在2030年后建成，实现并网运行。

总部位于美国华盛顿州的Helion Energy公司所采取的技术路线是磁惯性约束，通过叠加“磁场反向配置”和“脉冲不点火”实现。2022年6月，Helion成功将等离子体加热到1亿摄氏度，这是Helion核聚变商业发电之路上的重要里程碑。目前，Helion正在建造第七座反应装置“北极星”，公司预计该装置最早将于2024年成为世界上第一个展示净发电量的聚变发电机。2023年5月，Helion宣布将会在2028年之前建成世界上第一座聚变发电厂，并已与微软签订了电力购买协议，在1年内实现至少50MW的发电能力。

英国托卡马克能源公司在2022年3月首次实现了核聚变反应所需的1亿摄氏度的等离子体，同年公布了开发新型球形托卡马克原型装置ST80-HTS的计划，公司计划2026年建成实验反应堆，为建设中试聚变电厂提供关键信息，目标是电厂在21世纪30年代初投运。

同时，聚变行业协会指出，生产电力与商业上可行并不是同一件事情，可控核聚变商业化依然面临着巨大的挑战。商业可行性需要足够低的造价和足够高的能量转换效率，以使核聚变产生经济效益。

 参考资料：

Fusion Industry Association. The Global Fusion Industry in 2023: Fusion Companies Survey by the Fusion Industry Association. 202307. Washington, DC: Fusion Industry Association.