中国和美国正在竞相打造首个电网规模的核聚变能源期货配资的优势。

美国此前持续数十年的领先地位，正在被中国通过加倍的资金投入与人工智能助力迎头赶上。

CNBC新闻网3月16日报道称，美国在核聚变领域的领先地位正受到中国的强力挑战。随着AI算力需求的激增，各国都在争夺这一“终极清洁能源”制高点。中美差距正在迅速缩小。

CNBC报道截图：借助AI创新，美国正在核聚变领域输给中国

核聚变常被称为清洁能源领域的“圣杯”。与传统核裂变相比，核聚变每千克燃料产生的能量是其四倍；与燃烧煤炭相比则高达四百万倍，而且不会产生温室气体或长期放射性废物。

科技机构Ignition Research的报告称，如果一切顺利，到2050年，核聚变市场规模至少将达到1万亿美元。

“目前宇宙中唯一正在运行的核聚变发电厂就是恒星。”美国麻省理工学院核科学与工程学教授丹尼斯·怀特（Dennis Whyte）说道。

美国在1952年首次进行了大规模核聚变应用——氢弹试验。自那以后的七十年里，世界各地的科学家一直在努力实现将核聚变反应用于发电。

当氢原子达到足够高的温度时会发生核聚变反应，它们融合在一起形成一种超热气体，即等离子体。理论上，这一过程中释放的质量可以转化为巨大的能量，但等离子体很难控制。一种流行的方法是利用强大的磁体将等离子体悬浮并控制在托卡马克（tokamak）内，托卡马克是一种金属甜甜圈形状的装置。另一种方法是使用高能激光束瞄准一颗胡椒粒大小的燃料颗粒，使其迅速压缩并内爆。

2022年，美国劳伦斯利弗莫尔实验室实现历史性首次核聚变点火 照片/劳伦斯利弗莫尔国家实验室

自那以后，美国核聚变初创企业的私人投资飙升至逾80亿美元，高于2021年的12亿美元。在国际核聚变工业协会（FIA）的40家会员企业中，有25家位于美国。

传统的核能发电是通过核裂变而非核聚变产生的。随着科技巨头寻求满足人工智能数据中心不断增长的电力需求，核能投资大幅增加。亚马逊、谷歌和Meta已签署承诺，到2050年将全球核能产量增加两倍。

“如果你关心人工智能，关心能源领导地位，就必须对核聚变进行投资。”核聚变工业协会首席执行官安德鲁·霍兰德（Andrew Holland）表示。“如果美国不在这方面领先，那就是中国领先。”

资金、规模与速度

虽然美国拥有最多的在运营核电站，但中国在新建核电项目方面占据主导地位。

尽管美国率先开展核技术研究近四十年后中国才开始建设首座反应堆，但现在中国建设的裂变核电站数量比任何国家都多。

中国在21世纪初加入国际热核聚变实验堆（ITER）项目，进入核聚变竞赛，当时距离美国率先开展相关研究已过去约50年。

ITER项目有30多个国家参与合作，在法国建设一个核聚变巨型项目，但此后该项目遭遇重大延误。

各国之间的竞赛正在进行，但美国私营部门仍处于领先地位。据FIA统计，在全球80亿美元的私人核聚变投资中，美国占了60亿美元。

由麻省理工学院衍生的初创企业“联邦核聚变系统”（Commonwealth Fusion Systems）筹集的资金最多，已从比尔·盖茨、杰夫·贝索斯和谷歌等投资者那里筹集了近20亿美元。

总部位于华盛顿的“赫利俄姆”（Helion）公司已从Open AI的山姆·阿尔特曼等投资者那里筹集了10亿美元，并与微软达成了一项雄心勃勃的合作协议，计划到2028年向电网提供核聚变电力。

谷歌支持的“TAE技术”（TAE Technologies）公司已筹集12亿美元。

“谁能拥有基本上取之不尽、用之不竭的能源……就能影响你能想到的一切。”TAE技术公司首席执行官米歇尔·宾德鲍尔（Michl Binderbauer）表示。“如果这种能源技术落入坏人之手，那将是一件可怕的事情。”

据美国能源部聚变能源科学办公室称，中方每年在该项目上的投入据报道约为15亿美元，而美国联邦政府近年来每年用于核聚变的资金平均约为8亿美元。

特朗普政府在其第一个任期内加大了对包括核聚变在内的核能的支持力度，这一趋势在他之后的拜登执政期间仍在继续。目前尚不清楚在特朗普第二个任期内，由于大规模联邦削减开支，核聚变资金情况会如何。

美国参议员和核聚变专家在2月份发布的一份报告中呼吁提供100亿美元的联邦资金，以帮助美国避免失去领先地位。

但在反应堆规模方面，美国可能已经落后。一般来说，反应堆占地面积越大，加热和约束等离子体的效率就越高，产生净正能量的可能性也就越大。

行星实验室（Planet Labs ）提供给美国CNBC新闻网的信息显示，2024年中方的一个核聚变在建项目，大约是美国同类项目规模的两倍。

美国核聚变初创企业--赫利俄姆公司创始人兼首席执行官大卫·柯尔特利（David Kirtley）表示，一些中方项目似乎参考了美方的专利设计。

21世纪初，美国国内核聚变研究预算削减，迫使美国大学停止新型设备的研究工作，并派研究人员到其他国家学习，包括到中国学习。

据日经亚洲的一份报告，中国现在拥有的核聚变专利数量超过任何其他国家，而且在核聚变科学与工程领域的博士数量是美国的10倍。

“西方的劳动力资源有限，所有公司都在竞争。”宾德鲍尔说。“这是一个根本性的制约因素。”

美国联邦核聚变系统公司的SPARC托卡马克项目，2024年12月在马萨诸塞州德文斯组装，计划于2027年利用超导磁体实现核聚变点火

除了人才，核聚变项目还需要大量材料，如高功率磁体、特定金属、电容器和功率半导体等。赫利俄姆公司的柯尔特利表示，该公司最新原型“北极星”（Polaris）的时间表完全取决于半导体的供应情况。

中方正采取措施在许多此类材料的供应链上占据主导地位，这与其在太阳能电池和电动汽车电池领域占据主导地位的做法类似。

上海一家核聚变公司“能源奇点”在接受美国NBC采访时表示，毫无疑问，他们受益于中国国内“高效的供应链”。今年6月，他们成功在创纪录的时间内产生了等离子体。

不过，这距离实现电网规模的商业核聚变发电还有很长的路要走。

美国赫利俄姆公司计划于2028年率先实现目标。联邦核聚变系统公司已宣布将在弗吉尼亚州建设首个核聚变发电厂ARC的地点，并计划在2030年代初投入使用。

“即使首批（核聚变发电厂）可能在美国建成，我们也不应为此感到安慰。”麻省理工学院的怀特说。“终点实际上是形成一个成熟的核聚变产业期货配资的优势，为包括人工智能中心在内的全球提供产品。”

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