人工智能带来的巨大电力需求,正把核聚变推向新一轮投资高潮。科技巨头、亿万富豪和能源公司纷纷押注这种被称为“人造太阳”的能源技术,希望未来获得几乎无限、低碳而稳定的电力供应。

但英国《金融时报》调查发现,尽管核聚变技术近年来取得明显突破,部分企业提出的商业化时间表和低成本发电目标仍存在巨大不确定性。
据《金融时报》援引PitchBook数据,2026年前8个月,核聚变初创公司已经获得创纪录的38亿美元私人投资,超过2025年全年的33亿美元。过去五年,全球私人核聚变企业数量已经翻倍至50多家。
推动这轮投资热潮的重要因素之一,是人工智能数据中心迅速增长的电力需求。谷歌、英伟达等科技公司以及萨姆·奥尔特曼、杰夫·贝索斯、比尔·盖茨等科技富豪都已经向核聚变企业投入资金。奥尔特曼支持的Helion Energy甚至计划从2028年开始向微软供应核聚变电力。
前谷歌首席执行官埃里克·施密特,在美国新墨西哥州一家核聚变试验设施的奠基仪式上表示,如果核聚变未来能够提供美国大部分电力,它可能解决人工智能带来的能源需求问题。
核聚变的吸引力来自巨大的理论能源密度。研究人员通过把燃料加热到超过1亿摄氏度,使其形成等离子体,再让原子核发生聚变并释放能量。
理论上,重量仅相当于一枚回形针的聚变燃料,释放的能量就可以相当于约57桶石油,同时不会产生燃烧化石燃料造成的二氧化碳排放,也不存在传统核裂变反应堆失控链式反应的风险。
核聚变研究近年来也确实取得了重要突破。2022年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置,首次实现所谓“净能量增益”:燃料靶释放约3.15兆焦耳聚变能量,高于激光直接输送给燃料靶的能量。
但这一结果距离真正的商业发电仍然很远。产生这些激光所使用的整个系统实际消耗约422兆焦耳电力,是最终聚变能量的100多倍。换句话说,目前还没有任何核聚变实验设施能够在计算整套装置耗电后,实现真正意义上的净发电。
核聚变行业内部目前最大的分歧,就是这种差距究竟还需要多久才能跨越。
多家私人企业认为时间已经不远。2026年核聚变行业协会调查的45家企业中,有32家认为自己能够在2040年前提供商业核聚变能源。
Helion仍坚持2028年向微软供电的目标,称公司已经连续建造七代原型设备,对自身技术路线有足够信心。
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但大型公共科研机构的科学家明显更加谨慎。
世界最大核聚变科研项目ITER首席科学家阿兰·贝库莱认为,未来五至十年内核聚变电站接入电网“绝不可能实现”。
他预计,未来十年实验装置或许能够产生规模可观的聚变能量,但可能仍只能持续约20秒。对于电网来说,这种间歇性能源还没有商业价值。
贝库莱甚至认为,核聚变真正成为能源结构重要组成部分,可能要到本世纪最后十年。
美国普林斯顿等离子体物理实验室主任史蒂文·考利的判断相对乐观,但同样远低于一些初创公司的宣传。
他认为,到2030年代末,可能出现能够产生超过自身耗电量的试验电站,但这些设施首先仍然是“技术实验”。经过大约10年测试后,真正商业核聚变电站可能要到本世纪中叶才会出现。
除了能否持续产生净电力,工程可靠性也是尚未解决的问题。
目前没有任何核聚变电站,长期承受过实际聚变反应产生的极端高温和辐射。加州大学洛杉矶分校机械与航空航天工程荣休教授穆罕默德·阿卜杜认为,辐射会持续损坏反应堆内部结构,而且这些部件受到辐射后难以由人工直接维修。
按照现有技术水平,他估计第一代使用聚变燃料的电站,平均可能每20分钟就发生一次需要停机的问题,而更换反应堆内部部件可能需要数月。
燃料同样是难题。许多商业聚变方案需要使用氚,但氚在自然界极为稀少,因此未来核聚变电站必须自行制造部分燃料。目前这一过程仍然只在实验室层面得到验证。
即使这些工程难题最终能够解决,核聚变是否真的能提供廉价电力也存在争议。
大多数聚变电站仍计划通过核反应产生热量,再利用蒸汽推动涡轮机发电。但与燃烧天然气或煤炭不同,核聚变本身需要消耗大量电力来产生并维持高温等离子体。
因此,电站产生的相当一部分电力可能首先要被自身设备消耗。
一篇针对加拿大General Fusion概念电站设计的同行评审研究发现,在考虑电站自身耗电后,最终只有约40%的发电量能够出售给电网。这意味着,为了向电网输送与普通火电站相同的电量,核聚变设施可能需要产生超过两倍的总电力。
目前各家企业给出的成本目标差别也很大。General Fusion估计未来核聚变电力全生命周期成本约为每兆瓦时64至73美元;获得谷歌支持的Commonwealth Fusion Systems把商业电站目标定在约每兆瓦时50美元。
作为比较,经合组织核能机构的数据表明,美国新建核裂变电站发电成本约为每兆瓦时71美元,而大型地面太阳能电站约为38美元。
问题在于,上述核聚变成本,目前都只是建立在尚未投入商业运行的设计模型之上。行业内部人士警告,在没有真实商业电站可以验证的情况下,一些企业关于未来电价的承诺实际上很难得到可靠测算。
这种矛盾正在随着资金规模扩大而变得更加重要。核聚变公司过去主要依赖风险投资,如今建设原型电站动辄需要数十亿美元,越来越多企业开始寻求养老金、主权财富基金、公共事业公司、政府资金甚至公开资本市场。
一些科学家和投资者担心,如果企业为了融资而过度承诺商业化时间表和发电成本,一旦项目无法达到目标,整个核聚变产业可能出现信誉危机,甚至影响长期科研资金和其他低碳能源投资。
《金融时报》采访的一名专家把这种风险称为核聚变行业可能出现的“Theranos时刻”。Theranos曾因夸大血液检测技术能力、在巨额资本追捧下迅速膨胀,最终因为技术承诺经不起验证而崩塌。
另一方面,也有投资者认为,传统政府科研计划推进速度过慢,私人资本和公共资金共同进入,反而可能明显缩短商业化时间。
因此,目前核聚变真正发生的变化,并不是商业电站已经近在眼前,而是科学突破、AI带来的巨大电力需求以及前所未有的私人资本,正在同时推动这个行业加速。
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几十年来,核聚变领域一直流传一个著名笑话:“核聚变距离商业化永远还有30年。”
如今科学家已经能够在实验室里制造并控制温度超过1亿摄氏度的等离子体,也已经第一次证明聚变反应本身能够产生超过直接输入燃料的能量。
真正尚未解决的问题,是能否把这种科学成就变成一个可以连续运行、可靠维护,而且发出来的电足够便宜的商业电站。
普林斯顿等离子体物理实验室主任考利对此的概括是:科学家已经能够“把太阳装进瓶子里”,但还没有把它装进一个能够赚钱的商业瓶子里。