21世纪已经走过25个年头,在新千年里,科技的迅猛发展远超过去,人类在诸多领域均实现巨大突破。核聚变同样如此,在传统的托卡马克(环形磁场)外,同属磁约束技术路线的场反位形(Field-Reversed Configuration, FRC)、仿星器(复杂外线圈磁场)等均获得突破进展,越发受到各方关注。其中FRC尤其受到资本市场的关注。
今年1月,美国FRC企业Helion Energy宣布完成4.25亿美元的新一轮融资,公司估值达到54亿美元,累计融资规模超过10亿美元。国内,在中国首家FRC聚变企业瀚海聚能于7月18日成功实现装置主机点亮后半个月时间,另一家FRC企业诺瓦聚变宣布完成5亿元天使轮融资,创下国内民营核聚变公司单笔融资新高。究其原因,核聚变无限清洁能源的宏大叙事外,资本市场更在乎商业化应用前景, FRC具有系统结构简单、造价及运行成本低的特点,在工程化与商业化上的潜力使其更受资本及市场端的重视。

不实现点火也能产生聚变电力 近日,美国FRC聚变公司Helion Energy首席执行官David Kirtley发文,谈到了聚变领域最为关注的“点火”话题,并提出:“不实现点火也能产生聚变电力”,引起行业广泛关注与讨论。
核聚变的成败常以 “点火” 为衡量标准。即创造出温度极高、约束极佳的等离子体,使其能通过聚变反应实现自我加热,无需外部能量输入即可持续运行。2022年,美国国家点火装置(NIF)在实验中产生了3.15兆焦耳的能量,略微超过了激光器向燃料颗粒输送的2.05兆焦耳,首次在受控聚变反应中产生了比消耗更多的能量,被誉为历史性突破,标志人类在实现可控核聚变方面迈出了重要一步。
Helion 正在开发的新一代核聚变装置(图据Helion官网)
在David Kirtley看来,Helion的目标并非仅实现大规模聚变或产生能量,而是打造世界所需的产品—清洁的基荷电力,而要达成这一目标,点火并非必要条件。Helion的底气来源于其采用的FRC技术路线。David Kirtley介绍,当聚变在我们的场反位形(FRC)等离子体中发生时,高温等离子体会发生膨胀,对周围磁场产生反作用力。这种反作用力会在线圈中感应出电流(类似电动汽车的再生制动原理),直接将电能反馈至系统。这种直接能量转换方式无需汽轮机或冷却塔,不仅减小了系统的体积、复杂度与成本,还能在远低于传统要求的聚变产额下实现发电。
无论行业如何看待Helion的技术,资本市场用真金白银做出了投票。自2013年成立以来,Helion Energy获得了资本市场的大力支持,累计融资规模超过10亿美元。并在2023年与微软签署全球首个聚变电力采购协议(PPA),承诺2028年提供50MW电力,该项目已于7月30日宣布正式开建。
我国FRC现状:项目建设与资本支持的双突破 相比于美国,我国的商业化FRC诞生较晚。2022年12月,瀚海聚能(成都)科技有限公司正式成立,是我国首家在聚变研发领域聚焦直线型场反位形(FRC)技术路线的民营企业。
瀚海聚能成立后获得了资本市场的大力支持,快速启动了项目建设,并在2024年进入加速期:2024年6月,公司直线型场反位形(FRC)装置HHMAX-901立项,同年11月完成物理总设计,12月完成工程化系统设计。今年2月开始了聚变装置基地改造,4月装置成功通过生态环境部定级申请,6月聚变装置基地改造全面完成、装置形成区真空密封性能验证合格,7月装置成功实现等离子体点亮,一度引起各级政府、媒体和资本市场的高度关注。
瀚海聚能HHMAX-901装置调试
对于核聚变而言,多样技术路线并举、风险资本的规模化支持、更多人才和产业方的参与,才能推动这一终极能源真正走向现实。瀚海聚能在国内FRC商业工程化的路上已经完成了多项从0-1的创举,并且得到越来越多的投资机构关注。深究背后逻辑,还是资本市场对FRC技术商业逻辑的认同:
1、成本与周期可控:受第一性原理在商业航天领域工程突破的启发,核聚变所面临的工程化挑战也可以通过容忍有限投入失败并快速迭代的方式来解决。由于FRC装置采取对称结构、模块化分段设计,因此整体建造成本和建造周期比托卡马克堆要低很多。其工程迭代成本可控、迭代周期短的优势,能够高效率解决核聚变工程化问题。以Helion为例,该公司成立至今仅用约10年时间便迭代建造了7代原型机,2018年以来每2年更新一代。且在成本上,与传统装置百亿级起步的资金投入相比,FRC装置所需的资金体量要节省近2个数量级。工程化快速迭代带来的里程碑事件,能够为资本创造估值溢价及退出的窗口期。
2、技术期权价值高:FRC核聚变装置能够创造衍生装置及应用,如高性能电源系统、中子源商用等聚变技术应用,能够带来增量的商业价值,为资本的阶段性退出提供选择。以瀚海聚能为例,其采用“沿途下蛋”发展模式,在实现发电之前,团队先利用聚变过程中产生的高通量、高能谱的单色中子开发癌症治疗、中子成像和核废料处理等商用技术,提前实现部分商业收益,产生商业价值。
3、商业化场景定位:FRC百兆瓦功率的发电装置匹配数据中心、大型商业供电、制造业工厂等细分市场用户对分布式供电的能源需求,能够更快实现离网的部署与应用,走向市场端。
资本在科技创新中持续扮演 “策源驱动” 的核心角色,通过精准投入关键领域、激活产业链协同,为技术攻坚、工程优化与产业升级提供不可或缺的支撑。在资本与社会力量的共同加持下,FRC技术有望率先打通核聚变能源商业化路径,依托模块化设计、高效快速工程迭代等优势,推动清洁聚变电力走进千家万户,塑造人类能源新未来。