新奥集团：氢硼聚变探索与中国核聚变研发新力量

鉴于可控核聚变具有无限、清洁和安全的显著特性,它被广泛认为是解决人类能源问题的终极途径。中信证券相关研报表明,在技术路径基本打通、各国投入持续增加的情况下,预计2030—2035年全球核聚变装置市场规模有望攀升至2.26万亿元。以新奥集团为代表的民营企业积极布局,与社会资本共同进军核聚变领域,与央企“国家队”优势互补、协同发力,推动聚变商业化落地,为中国核聚变研发加快形成新质生产力持续增添新动能。

新奥聚变实验装置“玄龙-50U”

新奥聚变控制大厅

探路氢硼聚变新路线

和当下核聚变领域主流的氘氚聚变不同,新奥选择的是氢硼聚变路线。

2017年新奥基于过去从低碳向无碳能源转型升级的创新探索,对核聚变的各种路线和实验装置进行全球调研,开启了核聚变研发的自主探索之旅。

“2017年我们就基本确定,要做‘无中子,低成本,燃料丰富,可商业化’的未来能源,可能就得走氢硼聚变路线。”新奥能源研究院院长刘敏胜说,“但是新奥不能‘纸上谈兵’,要经过充分的理论研究和实践验证。”

从2017年到2022年的5年时间里,新奥求知若渴,遍访相关研究机构,参加所有能“够得上”的会议,如海绵吸水一般汲取知识和经验。同时基于可控核聚变商业化的探索初衷,新奥搭建多个装置,测试不同实现方式,判断每一阶段需要解决哪些技术问题,氢硼聚变的路线图逐渐明朗。

2022年7月,新奥正式确定球形环氢硼聚变的技术路线。因为高难度、高风险、高成本、研究机构极少,这一路线曾面临不少质疑。

2023年3月,《自然—通讯》的一篇论文称,日本国立聚变科学研究所和美国TAE技术公司携手,首次在磁约束聚变等离子体中实现了氢硼聚变实验。这也更坚定了新奥深耕氢硼聚变技术路线的决心。

新奥自主设计建造的我国首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置——“玄龙-50”稳定实验运行4年后,于2024年升级为“玄龙-50U”,快速跻身大型磁约束实验平台先进行列。同时,新奥并行开展整体参数国际领先的球形环氢硼聚变新装置“和龙”的建设,预计2027年建成,旨在探索氢硼聚变中的各项关键技术。

“‘玄龙-50U’的实验进度比预期快。我们将原本计划在‘和龙-2’上开展的氢硼聚变反应,提前到在‘玄龙-50U’上实现。”刘敏胜说。

冯开明表示,民营企业运作效率高,决策机制灵活,能够实现技术快速迭代。这恰好在新奥实践上得到了验证。

新奥集团主办的氢硼聚变研讨会

推动核聚变研究开放生态

经过数年的探索实践,新奥愈发认识到,聚变是一个极其复杂的大科学工程,需要长周期的开放沟通、交流合作,整合全球智慧,推动不同技术路线兼容共济、协同发展。

新奥已沉淀出“求真务实、引领突破、生态共赢”的科研创新文化。开放要覆盖政、产、学、研,也要辐射国内外。“我们欢迎国内外专家提出的各类意见,新奥才能以不到300人的团队,吸引数千人的生态伙伴一起做。”刘敏胜说。

新奥的合作伙伴中,北京大学、南开大学等高等学府与其共建科技创新中心,通过聚变物理和人工智能等学科交叉,加速实现技术突破,培养后备人才;在和产业链上下游的多家国企和民营企业合作过程中,新奥也愈发感受到行业内外对可控核聚变创新的热情。从大型国企龙头到专精特新企业,当意识到新奥是在探索能源未来时,众多合作伙伴都曾表示不计成本也要支持。

在可控核聚变这条赛道上,正在形成“国家队”与民营企业战略互补的开放生态。新奥迎难而上、持续投入的实践,既是中国可控核聚变商业化多元探索的缩影,也是民营企业与国家战略同频共振的创新样本。

在冯开明看来,国家队和民营企业缺一不可。“国家队”是核聚变能从0到1核心突破的推动者,民营企业更可能成为从1到100放大市场化和创新化的加速器。

可控核聚变探索过程中,一直流传着“永远需要50年”的魔咒。越来越多民营企业加入聚变研究领域,新奥集团作为民营企业代表,选择氢硼聚变路线并取得“玄龙-50U”装置的全球突破,与国家队共同推动中国核聚变研发进程。虽然面临研发周期长、投入资金巨大、短期无法实现商业化的难题,但他们都坚持长期主义的战略定力,怀抱产业报国的使命,利用各自优势不断努力,汇入中国聚变研发的生态,正在形成促进中国可控核聚变早日实现商业化的合力。