能源的未来？对TAE的首席执行官来说，研究核聚变发电是一件“道德义务”

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编者按：太阳给地球带来了丰富的能源，而它的能量来源是核聚变。核聚变被认为是能量的“圣杯”，它清洁、高效。核聚变似乎在理论层面为人类的能源需求问题提供了终极解决方案。研究核聚变发电技术的公司很多，TAE（Tri-Alpha Energy）科技公司就是全球核聚变赛道的领导者之一，其首席执行官表示他们发现了未来十年该技术的可行路径，许多核聚变发电研究公司也拿到了巨额投资，大多数公司都预计在本世纪 20 年代末解决核聚变发电技术。然而，许多保守意见认为这种激进的目标可能会导致大众的失望，对核聚变发电领域产生不利影响。但无论如何，TAE 的首席执行官坚信核聚变发电的可行性，并且，他要为了自己的孩子坚定地继续研究，这是他的道德义务。本文来自翻译。

TAE科技公司的首席执行官Michl Binderbauer说：“这不是异想天开，我们已经发现了核聚变技术大厦的基石。”图片来源：TAE科技公司

日前，TAE 科技公司的首席执行官 Michl Binderbauer 大胆承诺：在未来十年内，TAE 将造出可接入电网的核聚变反应堆。

Binderbauer 说：“这不是异想天开，我们已经发现了核聚变技术大厦的基石。”

能源问题的终极解决方案

核聚变让太阳无时无刻不散发着光和热。在超过 2500 万华氏度的超高温下，这颗恒星将氢的原子核聚合起来，生成新的、质量更重的氦，释放出巨大的能量。比起核裂变来说，核聚变不会产生高放射性、半衰期长的核废料，更加清洁，因此，要想在本世纪中叶实现净零排放，全世界都在研究如何在可控的环境中利用核聚变能源。

TAE 科技公司成立于 1998 年，总部位于加州，致力于在接近 20 亿华氏度的超高温下制造出可以聚变氢和硼原子的小型太阳，在本世纪 20 年代末接入电网提供清洁能源。其他科技公司也有着类似的目标。2021 年，核聚变工业协会（Fusion industry Association）和英国原子能管理局（U.K. Atomic Energy Authority）对核聚变行业进行了一次调查，结果显示，大多数私营核聚变公司都预计该技术将在 21 世纪 30 年代开始完成商业化。

这是一个颇为激进的目标，尤其是对 TAE 来说，因为如果按传统标准，几年前 TAE 就已经倒闭了。成立 24 年以来，TAE 一直致力于研发氢-硼聚变反应堆，但没能交付出一种商业上可行的产品——尽管公平地说，现如今全世界也没有哪个公司或研究小组在进行核聚变实验时，能够让测试反应堆生成的能量多于它消耗的能量，产生净能源。普林斯顿大学物理学家 Stewart Prager 说：“核聚变的研发速度必须比以往任何时候都要快。”

但核聚变并不是一个普通的产业。冷战期间，科学家们首次利用核聚变技术制造出了氢弹，这是人类已知最强大的武器。在氢弹实验成功后，科学家们开始思考如何以可控的方式释放核聚变所产生的能量，从而造福全人类。

核聚变技术将给全世界提供一种零碳排、低浪费的能源，有助于气候目标的实现。图片来源：TAE科技公司

核聚变似乎在理论层面为人类的能源需求问题提供了终极解决方案。按照原理，原子核聚变反应所产生的能量可以为后续的核聚变提供燃料，它可以自我维持，而且还能做到零碳排放。

巨额投资：商业豪赌or前路可期？

Binderbauer 曾经表示，他从事核聚变研究是一个幸运的意外。他毕业于加州大学欧文分校（UCI），主修物理学，后来申请到约翰霍普金斯大学（JHU）研究生院的天体物理学研究生，但在参观学校后，他发现自己不喜欢巴尔的摩地区（JHU位于该地区）。正当 Binderbauer 思考未来计划时，他之前在 UCI 的教授 Norman Rostoker 邀请他念自己的博士生。

自 20 世纪 50 年代以来，Rostoker 教授一直从事核聚变研究，几十年下来，40 多名研究生在他的指导下完成了该领域的研究课题。来到 Rostoker 教授门下不到三周，Binderbauer 就放弃了他的天体物理学梦想，投身于核聚变研究中。他喜欢这个把复杂物理概念和现实大型工程结合起来的工作，说道：“我入迷了。”

1998 年，政府减少了对核聚变研究的投资，Binderbauer、Rostoker 教授和其他几位核聚变倡导者索性创建了 TAE 科技公司。早期，TAE 科技公司的经费主要来自于“利他”投资，近期，它为了维持经营开始出售二级技术。2018 年，TAE 还以聚变粒子加速器技术为基础成立了一家生物科技公司。

Binderbauer 表示，经过几十年的研究和测试，核聚变发电技术即将真正成熟。投资者对此似乎也深信不疑。TAE 已融资 8.8 亿美元，TAE 的竞争对手们也在融资：位于马萨诸塞州的CFS公司（Commonwealth Fusion Systems）融资 18 亿美元，位于华盛顿的Helion能源公司（Helion Energy）融资 22 亿美元。除此之外，自 1953 年以来，政府向这个领域拨款约 400 亿美元。

人们免不了拿这个行业和私人太空探索比较一番。与火箭技术一样，核聚变能源技术研究也始于公共部门，之后才引起风险投资家们的关注。但早在 SpaceX 公司成立前，私人太空探索就已经被证实是可行的。相比之下，核聚变项目从未产生净能源。

世界需要以现实的眼光看待核聚变能源技术的前景。图片来源：TAE科技公司

纽约大学教授、记者 Charles Seife 从 1995 年开始就在报道核聚变能源技术了，他在 2008 年还出版了一本关于该领域的书——《瓶中的太阳》（Sun In A Bottle），他说：“核聚变能源技术是一场商业豪赌。在没有产品，甚至连原型都没有的情况下，这么多资金流入核聚变能源领域，我从来没见过。还有哪一个行业有如此景象？”

Prager 对此持反对意见，认为核聚变能源研究近年来取得了重大进展。他说：“我认为，这些资金流入核聚变能源研究领域是合乎商业规则的。”

核聚变能源研究在等离子体长时间稳定约束控制方面取得了长足的进展。等离子体（液体、固体、气体之外的第四种物质形态）是核聚变发生时所必须达到的物质形态，由带电粒子组成，很容易膨胀和爆炸。太阳可以说是一个巨大的等离子球，而在地球上，人造等离子体还需要更前沿的技术。

TAE 科技公司使用的是环形轨迹加速装置以聚合等离子体。2017 年，TAE 和谷歌合作开发了一款人工智能软件，可以提高进行等离子体稳定性实验的效率。2021 年，CFS 公司制造出了破纪录的高温超导磁体，为更紧凑、更便宜的核聚变机器提供了可能。

虽然 TAE 和很多公司都积极展望，声称人类将在未来约 10 年后用上核聚变能源，但 Prager 保守预估人类可能在 20 年后用上核聚变发电站，这更现实一些。他说：“我确实是有所顾虑的，万一 5 年、10 年后这些公司没能拿出成品来，可能会对这个领域造成一些负面影响。”

的确，核聚变发电技术已经有“狼来了”的恶名。物理学家 Homi Bhabha 在 1955 年预测核聚变发电技术将在 20 年内成熟，这已经成为了核聚变领域著名的“20 年”梗，人们总说核聚变发电技术20年后就会成熟。

尽管各大公司的公告都展望着光明灿烂的来日之路，近期投资也如火如荼，但 Seife 仍持怀疑态度。他说：“这个行业遭受了硅谷‘隧道视野效应’的困扰。”（译者注：隧道视野效应即一个人若身处隧道，他看到的就只是前后非常狭窄的视野。）

Seife 说：“这是创业公司的文化使然，他们认为自己可以强迫世界屈从。当这种文化作用于人类社会的规则或代码时效果很好，但强迫物理规则顺应人意很难。”

他认为，与其把钱投资在前途未卜的核聚变发电技术上，不如把钱花在现有的缓解气候变化的解决方案上。例如，联合国今年发布的一份报告显示，现有的清洁能源技术再加上需求侧的调整，可以减少 40%-70% 的碳排放。

Binderbauer 表示，TAE 科技公司一直在不断实现增量目标，比如最新新闻显示，他们可以让等离子体保持稳定 35 毫秒。现在，TAE 正在建造下一代名为“哥白尼”的设备，耗资 2.5 亿美元，预计将在 2025 年左右投入使用。TAE 的目标是先用该设备完成氘-氚聚变产生净能量，随后用它来完成氢-硼聚变，氢硼聚变需要更高的温度，但同时也意味着可能会产生其他工程优势。

Binderbauer 的动机也来自于他所说的关于气候变化的“道德义务”。他和妻子有两个孩子，夫妻俩经常谈起要保护孩子们的未来。他说：“我希望自己至少能说，‘我可能失败了，但我尝试了，我尽力了。’”

Binderbauer 说：“我深信核聚变发电是可以实现的，如果不是有着绝对的信心，我不会坐在这里浪费时间。”

至少巨额资金的涌入给了这个行业更多的时间来检验他们的信念。

译者：喜汤