·微軟將采購由核聚變初創(chuàng)公司Helion產(chǎn)生的電力，Helion預(yù)計2028年前上線50兆瓦核聚變發(fā)電項目，但仍面臨核聚變技術(shù)挑戰(zhàn)和發(fā)電監(jiān)管挑戰(zhàn)。
·OpenAI首席執(zhí)行官山姆·奧特曼為Helion注資3.75億美元，他之所以喜歡OpenAI和Helion這兩家公司，是因為如果能降低智能和能源成本，人類生活質(zhì)量將大幅提高?！叭绻覀兡苡迷絹碓缴俚腻X讓人工智能系統(tǒng)變得越來越強大，就像我們在Helion試圖在能源方面做的那樣，我認(rèn)為這兩個項目在精神上非常一致?！?/p>
Helion團隊在其辦公地點合影。
【資料圖】
微軟日前表示已與核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy簽訂電力采購協(xié)議，將在2028年采購由該公司生產(chǎn)的電力。這筆交易是微軟對迄今尚未商業(yè)化的核聚變投下了一張“信任票”。
而OpenAI首席執(zhí)行官山姆·奧特曼（Sam Altman）也為Helion Energy投資了3.75億美元，這是他個人迄今為止最大的一筆投資?！傲鶄€月前，也有很多人對人工智能持懷疑態(tài)度?！眾W特曼說，核聚變目前還有很多巨大的挑戰(zhàn)需要解決，但他充滿信心。“我認(rèn)為人們對此表示懷疑是可以的，最終減少疑慮的方式是向人們展示它在商業(yè)環(huán)境中確實有效，比如交付這筆交易?！?/p>
2028年前上線50兆瓦核聚變發(fā)電項目
核聚變被譽為清潔能源的圣杯，如果能夠在地球上對核聚變加以利用并商業(yè)化，它有望產(chǎn)生幾乎無限的清潔能源。據(jù)CNBC（美國消費者新聞與商業(yè)頻道）報道，投資者已向核聚變私企投入了50億美元。
Helion創(chuàng)始人兼CEO大衛(wèi)·柯特利（David Kirtley）。
Helion成立于2013年，總部位于美國華盛頓州埃弗雷特，目前擁有約150名員工。其早期最重要的投資者之一奧特曼也是開發(fā)了聊天機器人ChatGPT的人工智能公司OpenAI的創(chuàng)始人，而微軟又是OpenAI的投資方。
迄今為止，Helion已籌集5.7億美元風(fēng)險投資，其中奧特曼2021年投資了3.75億美元。他表示，核聚變的潛力“巨大得令人難以置信”，“如果我們能讓它起作用，如果我們能真正實現(xiàn)豐富、廉價、安全、清潔能源的夢想，這將改變社會。這就是為什么我這么長時間以來一直對這個項目充滿熱情?！?/p>
據(jù)CNBC報道，奧特曼表示，之所以喜歡OpenAI和Helion這兩家公司，“原因是如果我們能降低智能和能源成本，我們所有人的生活質(zhì)量將大幅提高?！比绻麑θ斯ぶ悄艿男枨蠛褪褂美^續(xù)增加，那么對能源的需求也會增加。在他看來，OpenAI和Helion這兩個項目對人類的未來同樣重要，而且相互關(guān)聯(lián)，“如果我們能用越來越少的錢讓人工智能系統(tǒng)變得越來越強大，就像我們在Helion試圖在能源方面做的那樣，我認(rèn)為這兩個項目在精神上非常一致?！?/p>
作為此次電力采購協(xié)議的一部分，Helion預(yù)計將在2028年之前上線核聚變發(fā)電設(shè)備，并在商定的一年內(nèi)達(dá)到50兆瓦甚至更大的目標(biāo)發(fā)電規(guī)模。當(dāng)聚變裝置全速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生50兆瓦的能量時，它將能夠為華盛頓州大約4萬戶家庭提供電力。雖然Helion與微軟的協(xié)議是讓50兆瓦的電力上線，但該公司的最終目標(biāo)是生產(chǎn)1GW（1GW=1000兆瓦 ）電力，也就是賣給微軟的50兆瓦的20倍。Helion目前正在建造其第七代核聚變裝置“北極星”（Polaris），目標(biāo)是在明年之前發(fā)電。
據(jù)《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）報道，Helion預(yù)計將發(fā)電廠建在華盛頓州的某個地方。50兆瓦對于發(fā)電廠來說并不多，一個典型的美國天然氣發(fā)電廠的發(fā)電能力現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過500兆瓦。但如果Helion成功了，那將是一件大事，因為經(jīng)濟、商業(yè)化的核聚變發(fā)電廠可以提供穩(wěn)定的清潔電力，不存在太陽能和風(fēng)能的間歇性挑戰(zhàn)，也不存在與核裂變技術(shù)相關(guān)的爭議和擔(dān)憂。
核聚變技術(shù)挑戰(zhàn)和發(fā)電監(jiān)管挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)核電站的核裂變反應(yīng)是將原子分開，而核聚變則是在極高的溫度下將原子聚集在一起。這就產(chǎn)生了一個新原子，失去了一些質(zhì)量，損失的質(zhì)量產(chǎn)生了大量的能量。
大多數(shù)其他實驗室和初創(chuàng)公司依靠強大的激光或被強大磁體包圍的托卡馬克（一種利用磁約束來實現(xiàn)磁約束聚變的環(huán)性容器）來創(chuàng)造持續(xù)發(fā)生聚變反應(yīng)的條件。比如去年12月由美國政府資助的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室首次成功在激光核聚變反應(yīng)中實現(xiàn)“凈能量增益”，即聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于促發(fā)該反應(yīng)的鐳射能量。這也是到目前為止唯一一個實現(xiàn)“凈能量增益”的研究小組。
另外，將核聚變商業(yè)化的著名途徑之一是使用托卡馬克裝置。法國南部在建的國際核聚變項目ITER（國際熱核聚變實驗堆計劃）正在建造托卡馬克。從麻省理工學(xué)院分離出來的聚變初創(chuàng)公司聯(lián)邦聚變系統(tǒng)（Commonwealth Fusion Systems，CFS）已籌集超過20億美元資金，該公司也在使用托卡馬克技術(shù)，計劃在21世紀(jì)30年代初將其第一座發(fā)電廠接入電網(wǎng)并出售電力。
據(jù)《麻省理工科技評論》報道，Helion在開發(fā)的特殊方法是“脈沖不點火聚變系統(tǒng)”，裝置是一個6×40英尺（1英尺=0.3048米）的杠鈴形狀的“等離子體加速器”，它使用強大磁體將氣體混合物加熱到能讓原子分裂的程度，在設(shè)備的兩端形成被稱為等離子體的超高溫物質(zhì)環(huán)。磁體會以每小時100萬英里（約合161萬公里）的速度推動這些環(huán)相互撞擊，并在裝置中間進一步壓縮它們，從而產(chǎn)生超過1億攝氏度的溫度，引發(fā)核聚變反應(yīng)，其中原子核碰撞，質(zhì)子和中子結(jié)合，釋放出各種粒子，并產(chǎn)生能量。
等離子體加速器。
其他核聚變方法需要額外的步驟將能量轉(zhuǎn)化為電能，但Helion首席執(zhí)行官大衛(wèi)·柯特利（David Kirtley）表示，Helion的核聚變過程可以直接回收電力。當(dāng)?shù)入x子體繼續(xù)加熱和膨脹時，它自己的磁場會推動設(shè)備周圍磁體產(chǎn)生的磁場，這就驅(qū)動了帶電粒子流，也就是所謂的電流。而這反過來又給一個被稱為電容器的能量存儲裝置充電，該裝置為磁體供能發(fā)射下一個脈沖。
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校核工程教授保羅·威爾遜（Paul Wilson）表示，如果一座商業(yè)核聚變發(fā)電廠在2028年建成并投入運行，他會感到驚訝，但如果真的發(fā)生“將是令人興奮的”。
他同意Helion的方法有固有優(yōu)勢，但也注意到一些弊端。實現(xiàn)核聚變最簡單的燃料選擇是氫的兩種同位素，也就是氘和氚的組合，但Helion用氦-3替換了后者，這將產(chǎn)生更少的中子。氦-3是一種非常稀有的氦，Helion曾從美國政府的戰(zhàn)略儲備中獲取氦- 3，目前也開始自己制造。利用氦-3使獲得必要燃料的過程和實現(xiàn)聚變條件所需的工程變得復(fù)雜。脈沖方法也使得前期工程更加棘手，威爾遜說，挑戰(zhàn)在于能否產(chǎn)生足夠大的脈沖來得到足夠的能量，然后捕獲足夠的能量來為下一個脈沖提供能量。“如果他們能夠做到這一點，那么他們在系統(tǒng)其余部分可能面臨的工程挑戰(zhàn)將比其他一些公司正在努力完成的要容易得多?！?/p>
除了技術(shù)挑戰(zhàn)，Helion要想將核聚變產(chǎn)生的電力提供給客戶，需要在傳輸和監(jiān)管方面進行多年的提前規(guī)劃。在美國，將新的發(fā)電設(shè)備接入電網(wǎng)需要數(shù)年時間?？绿乩硎?，公布微軟采購Helion電力的消息，原因之一就是可以與相關(guān)社區(qū)、監(jiān)管機構(gòu)和電力公司合作。
