Sam Altman 的融合能源創企 Helion Energy 達到 1.5億度等離子體溫——這一里程碑或將在 2028 年帶來首個電網電力

由山姆·奧特曼（Sam Altman）擔任董事長的Helion Energy聚變能源開發商於2月13日宣布了一個新里程碑，實現了1.5億攝氏度的等離子體最高溫度——是太陽核心溫度的十倍——作為其雄心勃勃的目標的一部分，計劃在2028年前將電力送入華盛頓州的電網。

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聚變能源的創業開發商——所謂的“星星之力在瓶中”——正競相證明其技術，並將清潔、無限的電力送入電網，以滿足人工智能熱潮的電力需求。儘管Helion的商業化首次電力的時間表最為激進——已與微軟數據中心簽約——但懷疑者質疑Helion的起始日期；其獨特的技術方法與競爭對手相比；以及迄今為止缺乏科學更新。

“雖然中間的里程碑對於展示技術的可行性和獲得監管批准非常重要，但最終，還是要大規模部署電廠以支持日益增長的電力需求，”Helion聯合創始人兼CEO David Kirtley對《財富》表示。

“我們仍按計劃在2028年將第一批電子送入電網。這是一個激進的里程碑，將會很困難，”Kirtley說。“其中一部分原因是我們目前在華盛頓馬拉加進行的逐步迭代和並行開發。”

儘管在Helion位於西雅圖郊區的第七代原型機Polaris上實現了等離子體加熱的成就，Helion已經在距離130英里的馬拉加建造其50兆瓦商業電廠Orion——靠近微軟不斷擴展的數據中心園區。Helion尚未組裝核聚變反應堆，因為這還需要額外的工程和設計微調。

Kirtley表示，同時開發多個項目——包括一條組裝線生產系統——是Helion快速推進和成功的關鍵。“這是我們能夠比其他任何人更快建造七代聚變系統的原因。運作哲學的核心是快速建造、測試、迭代，再建造。”

傳統核裂變能源通過裂變原子來產生電力，而聚變則利用熱能通過融合原子來產生能量。最簡單的形式是將水中的氫融合成一種極熱、帶電的狀態，稱為等離子體，從而產生氦——這也是太陽的能量來源。當正確執行時，該過程會引發無盡的反應，產生電力。但恆星依靠壓倒性的重力壓力來促使聚變反應。在地球上，創造並控制所需的壓力以穩定、可控地進行反應仍是一個工程挑戰。

由於聚變反應器比恆星小得多，它們需要在更高的溫度下產生熱能。太陽的核心約為1500萬攝氏度，或2700萬華氏度。

約1億攝氏度被認為是持續商業聚變電力的最低門檻，因此對這一新里程碑充滿熱情。

Helion成立於2013年，奧特曼於2015年成為董事長和主要投資者——就在他共同創立OpenAI之前不久。同年，奧特曼還成為核裂變、小型模塊反應器（SMR）創業公司Oklo的董事長。Helion的其他主要投資者包括LinkedIn聯合創始人Reid Hoffman和Facebook聯合創始人兼現任Asana CEO Dustin Moskovitz。Kirtley表示，奧特曼的角色是專注於長期願景。

“我經常問山姆：‘我們怎樣才能更快？’”Kirtley說。“我們已經在一個激進的時間框架內。‘我們怎樣才能更快？如何快速大規模部署電力？’”

獨特的聚變方法

Kirtley曾在NASA支持的MSNW從事聚變推進火箭技術的工作。他與人共同創立Helion，專注於聚變能源和聚變推進。他表示，推進技術幫助Helion創新其獨特的電力方案。

“在太空中工作和建造太空飛行系統，你會學到不能浪費任何東西。每一盎司重量都很關鍵；每一瓦的電力都很重要，”Kirtley說。“你必須在每個環節都非常高效。如果將同樣的方法應用於聚變，所有的物理要求都會大大降低。”

大多數聚變技術以及核裂變都基於產生熱能來驅動蒸汽渦輪，進而產生電力。Helion的技術在聚變過程中捕捉電力——省去了渦輪的需求。

“這是我們認為能讓我們比其他人更快的根本差異，”Kirtley說。“這縮小了聚變系統的規模，也降低了實現的難度。”

Helion的聚變燃料結合了水中的氘和氚。Helion是第一家獲得許可使用放射性氚作為聚變能源的公司。但最終目標是使用氘和氦-3，Helion計劃通過融合相同的氘原子來產生氦-3。氦-3能在產生較少熱量的情況下產生更多電力。

Helion的主要聚變競爭對手可能是由Bill Gates支持的Nvidia和Commonwealth Fusion Systems（CFS），後者資金更雄厚，但採取較為保守的策略。CFS依賴最傳統的聚變技術——托卡馬克（tokamak）設計，這在一個尚未在電網上產生電力的行業中相對較新。

CFS目前正在建造其SPARC聚變原型，預計明年投入運行。但這不會為電網提供電力。如果SPARC成功，CFS的第一個商業聚變廠ARC預計在2030年代初在維吉尼亞州里士滿附近建成並投入運行。若一切順利，這個400兆瓦的電廠——遠超Helion的Orion——將產生足夠的電力供約30萬戶家庭使用。

CFS依賴所謂的托卡馬克設計——即環形磁場腔，依靠強大的磁鐵。這項技術本質上涉及一台巨大的甜甜圈形狀機器，將等離子體困在高溫超導磁場中。但該過程產生熱量，而非電力。

Helion較小但更快的方法則採用磁動力聚變（magneto-inertial fusion）。理論上，等離子體在聚變室中碰撞，並被機器周圍的磁鐵壓縮。這會加熱等離子體，啟動聚變反應，並導致等離子體的磁場發生變化。這一變化與磁鐵相互作用，增強磁場，並通過線圈產生新的電流。

總結來說，這相當複雜，任何聚變開發商都不能保證成功。但Kirtley表示，他相信聚變能源在未來十年內能在美國電網中產生顯著影響，並持續擴展。

“如果我們只建造世界上第一座聚變電廠，作為一家公司，我們就算失敗了，”Kirtley說。“我們的目標是向世界部署清潔、安全的基載電力。這意味著要以可擴展、大規模生產、低成本的方式來建造技術，讓客戶願意使用。”