超越托卡马克?核聚变新路线将迎商业化里程碑 瀚海聚能点亮首台装置!中国首台商业化直线型场反位形聚变装置即将点亮。7月18日,瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成暨等离子体点亮仪式将在该公司装置基地举行,这标志着国内直线型场反位形可控核聚变技术从实验室正式迈向应用端。
核聚变是轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程,被视为人类“终极能源”。当前主要的可控核聚变技术路线包括重力场约束、激光惯性约束和磁约束。其中磁约束占据主流地位,主要技术有托卡马克、直线型场反位形、仿星器及反向场箍缩、磁镜等。
瀚海聚能专注于磁约束中的场反位形技术路线,是中国首家采用该技术路线的公司,对标美国初创公司Helion。即将被点亮的场反位形直线型装置是瀚海聚能的第一代聚变装置。该公司在2023年3月和2024年4月完成了种子轮和天使轮融资,投资方包括轻舟资本、奇绩创坛、华映资本和厚实基金。为了支持第一代聚变装置建设,该公司已开启新一轮融资。
瀚海聚能在中短期内聚焦核医疗、中子成像、核废料处理等“非发电”任务,目标是在2025年底前形成商业化落地。线型聚变技术路线被认为具有在短期内实现中子源的优势,在2026-2028年期间可以创造一定营收。第二代装置预计从2026年开始规划建造,目标是发电,计划在2030年底前与核电业主合作,建设聚变示范电站,完成50兆瓦量级的能量输出,并在2030年代前期研发100MW以上、度电成本极具优势的商业化核聚变装置,实现聚变电站的产业化。
与热门技术路线托卡马克相比,场反位形装置结构为直线型,通过等离子体自身产生的磁场与外部磁场相互作用,形成封闭的环形磁场结构来约束高温高压等离子体,实现可控核聚变反应。其优势在于无需外部加热源和环向磁场,装置简单且造价和运行成本较低,有望率先实现商业化供电。目前,该技术在国内外的应用主要包括美国的TAE Technologies、Helion Energy,日本的LINEA innovations以及中国的诺瓦聚变、瀚海聚能和星能玄光。
场反位形装置对电源依赖程度高,需要大脉冲电源支撑等离子体加速至超音速碰撞和压缩。电源系统价值量占比有望大幅提升,尤其是真空开关、PSM电源、电容等核心充放电器件。预估在场反装置中,由于体积减小,土建和外围电路成本显著下降,电源系统占比或达50%。聚变反应场所及燃料/检测等关键系统预计将保持高价值比例。