誰掌握了技術(shù),誰就掌握了未來。
工業(yè)革命以來,人類的歷次技術(shù)革命,都在驗證這個觀點。今天,當(dāng)全球加速探索終極能源解決方案——可控核聚變時,在上海臨港,有一支年輕的創(chuàng)業(yè)團隊,也加入了這場未來之爭。
團隊掌門人,能量奇點能源科技(上海)有限公司CEO楊釗,想要做一件超越人們想象空間的事:研制出Q(聚變能量增益因子)大于10的高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置,在10到15年內(nèi)實現(xiàn)可控核聚變的商業(yè)化。而人類目前能夠達到的最大Q值是1.53。
楊釗的“野心”,依托于客觀現(xiàn)實:今年3月,能量奇點建成了全球首臺全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置“洪荒70”,目前正在進行點亮等離子體前的調(diào)試準(zhǔn)備工作,同時正在同步研發(fā)全球磁場強度最高的聚變裝置磁體。這意味著,解題過程中,許多受制于能源的節(jié)點將得到疏通,人類能源自由,不再是夢。
回國創(chuàng)業(yè)
2009年,楊釗考入北京大學(xué),學(xué)習(xí)物理。“北大教會了我‘學(xué)物理’和‘物理學(xué)’的區(qū)別,讓我擺脫了由于‘成績好’而喜歡‘學(xué)物理’的功利心態(tài),也讓我開始用簡單且普適的思考方式理解世界,并喜歡上真正的‘物理學(xué)’。”
用物理改造世界,楊釗覺得,人類的發(fā)展在大時間尺度上存在相對穩(wěn)定的規(guī)律,物理人則應(yīng)當(dāng)承擔(dān)起順應(yīng)社會發(fā)展規(guī)律,做出自己貢獻的責(zé)任。而可控核聚變技術(shù)的商業(yè)化,不僅被認為是人類發(fā)展的必然方向,也是物理學(xué)對于人類短期未來生活影響最大的變革之一。
去斯坦福大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位,是楊釗成為一個創(chuàng)業(yè)者的前夜,最重要的生命篇章。四年學(xué)習(xí)中,他開始逐步意識到,要想實現(xiàn)可控核聚變能源的商業(yè)化,唯一渠道是創(chuàng)業(yè)。
然而創(chuàng)業(yè)并不是件容易的事,楊釗說,他的專長在量子引力、量子信息、以及人工智能和弦論的交叉等基礎(chǔ)理論物理研究。盡管已經(jīng)有了豐富的學(xué)術(shù)科研經(jīng)驗,但要創(chuàng)辦一家公司,還需要有充分的創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗、公司的運營管理能力。“公司要商業(yè)化,我必須克服這些短板。”2019年,在楊釗踏上回國飛機的那一刻,他的第一個創(chuàng)業(yè)設(shè)想,也同步起航了。
那是國內(nèi)首家人工智能+音樂教育公司。楊釗帶領(lǐng)團隊開發(fā)了國內(nèi)第一個利用人工智能算法教授鋼琴初學(xué)者彈奏方法的App“A班練琴”。也是在這個過程中,他經(jīng)歷了產(chǎn)品研發(fā),用戶增長,市場營銷,用戶服務(wù)等全產(chǎn)品生命周期的創(chuàng)業(yè)過程,完成兩輪融資。
許多人或許因為走得太遠,而忘記了為什么出發(fā),但楊釗沒有。最近五年,隨著高溫超導(dǎo)材料的日益成熟和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,高溫超導(dǎo)強磁場托卡馬克成為國際上備受關(guān)注的可控核聚變技術(shù)路線。美國涌現(xiàn)出幾十家聚變能源創(chuàng)業(yè)公司,可控核聚變進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展時代。持續(xù)關(guān)注著市場變化,到2021年,楊釗覺得,是時候真正下場參與了。
“從早期的全國各地調(diào)研論證開始,到聚焦高溫超導(dǎo)小型化托卡馬克技術(shù)方向,再到組建最初的創(chuàng)始團隊,最終,我們決定成立能量奇點能源科技(上海)有限公司,并把它放在東海之濱、滴水湖畔的臨港新片區(qū)。”
造一艘“鐵船”
相比于產(chǎn)生大量碳排放的化石燃料能源,與存在核泄漏風(fēng)險的裂變核能,可控核聚變是無限、清潔、安全的能源,被譽為人類能源的終極解決方案。
自上世紀(jì)50年代世界第一顆氫彈爆炸后,人類對可控核聚變能源就充滿了期待。楊釗介紹,Q>1,即輸出的能量大于維持反應(yīng)所需輸入的能量,是論證可控核聚變科學(xué)可行性的第一步。早在上世紀(jì)90年代,全球已有數(shù)臺托卡馬克裝置接近這一目標(biāo)。于是,更多人把目光投向Q≥10。
目前,ITER與聯(lián)邦聚變系統(tǒng)(CFS)公司作為全球兩家代表性機構(gòu),技術(shù)已經(jīng)走在前面。前者是人類史上最大的科學(xué)合作項目,后者是一家來自麻省理工學(xué)院的創(chuàng)業(yè)公司。
其中,ITER采用的是低溫超導(dǎo)技術(shù)路線。主要因為在ITER開始建造的2007年,能大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn)的超導(dǎo)材料只有低溫超導(dǎo)材料。這種材料的臨界磁場強度相對較低,只能通過提高體積的方式來提高“聚變?nèi)朔e”。昂貴的建造和運行成本,讓它的商業(yè)化前景始終存疑。
2018年,CFS提出了Q≥10的小型化高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置設(shè)計圖,直徑是ITER的四分之一,體積則只有ITER的五十分之一。“核聚變商業(yè)化賽道也是從這時逐漸開始熱起來。”在2023年,能量奇點成立的第三個年頭,全球已有44家聚變企業(yè)完成創(chuàng)建。
“但我們想做的是用最低的成本實現(xiàn)Q≥10。”楊釗說,用一個不完全恰當(dāng)?shù)谋扔?,如果說以前的托卡馬克裝置,就像海上的木船,那么能量奇點想做一艘航海的鐵船。盡管船與船背后的物理原理是一樣的,但在造出來之前,沒有人相信一艘鐵船也可以在水面上浮起來,還能夠穩(wěn)固前行。
可“洪荒70”誕生了。它的直徑約3.6米,全部磁體系統(tǒng)均采用高溫超導(dǎo)材料建造。此前,世界上還沒有一臺全高溫托卡馬克裝置,能量奇點驗證了它的可行性和運行穩(wěn)定性。“你看,我們真的把鐵船造出來了。”楊釗說。
然而,造一艘鐵船并不是終點,能量奇點真正要造的,是一個性能更強、成本更低,能夠為人類創(chuàng)造更大價值的巨輪。
最正確的決定
今年,能量奇點要攻克一個叫做經(jīng)天磁體的難關(guān),它將完成下一代托卡馬克裝置“洪荒170”中技術(shù)難度最大的核心零部件的技術(shù)驗證,也是能否實現(xiàn)Q≥10的關(guān)鍵。而一旦“洪荒170”成功問世,它也將有望成為世界上以最低成本實現(xiàn)Q≥10的托卡馬克裝置。
結(jié)果怎樣,或許要等到2027年才能見分曉。但有些東西卻是十分確定的。能量奇點落地臨港后,僅用了一年時間,就從一個4個人的團隊,發(fā)展為一個120多人的世界級研發(fā)和工程人才團隊,其中還包含多名國家級和省級高層次人才。
2022年2月,米哈游聯(lián)合蔚來資本領(lǐng)投了能量奇點,此時距離公司成立只有8個月。如今,楊釗已帶領(lǐng)公司完成了兩輪數(shù)億元的融資,建成國內(nèi)第一個高溫超導(dǎo)托卡馬克磁體廠房,自研出了高溫超導(dǎo)環(huán)向場磁體、中線螺線管磁體以及極向場磁體,每個磁體的成功研制,都是新技術(shù)的零的突破。
“回想回國創(chuàng)業(yè)的歷程,到上海,到臨港,是我做過最為正確的決定之一。”楊釗說,上海在核電技術(shù)領(lǐng)域長期積累,形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上海也是我國高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的中心,擁有最集中的高溫超導(dǎo)帶材供應(yīng)能力。以“洪荒70”為例,絕大部分高溫超導(dǎo)帶材來自上海超導(dǎo)科技股份有限公司,關(guān)鍵機械部件加工則交給了上海電氣核電集團,裝置總體安裝由中核五公司承接,裝置的環(huán)境和輻射安全評估由上海核工院負責(zé)……去年,市科委、市經(jīng)信委和臨港新片區(qū)管委會還為公司提供了累計超千萬元的經(jīng)費支持。
全球85%的聚變公司預(yù)測2040年前才將實現(xiàn)可控核聚變發(fā)電。能量奇點也規(guī)劃在2035年左右研發(fā)出“洪荒380”,作為首個可商業(yè)化的聚變發(fā)電示范堆。中國的“洪荒之力”,也許將在那時震驚世界。
來源:上觀新聞
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