核聚变：从梦想走向现实的能源革命

今年夏季，谷歌签订了一项前所未有的购电协议：承诺从核聚变创业公司Commonwealth Fusion Systems（CFS）的首座商业电厂ARC采购200兆瓦电力。

这一规模远超2023年微软与Helion Energy的50兆瓦协议，成为全球最大聚变能源购电协议，使“聚变商业化”从概念向现实更进一步。

CFS备受资本追捧并非偶然。自2021年起，这家公司就获得了全球核聚变领域单轮最大的18亿美元B轮融资；今年8月28日，CFS再获8.63亿美元的B2轮融资，B轮总计融资26.63亿美元（约合人民币186亿元），刷新了核聚变领域的单轮融资纪录——背后有谷歌、英伟达、比尔·盖茨旗下基金Breakthrough Energy Ventures等重量级玩家支持，是聚变行业名副其实的“融资王”。

此轮融资后，CFS累计融资突破30亿美元，占全球聚变行业总融资的三分之一；公司估值也达到约80亿美金（折合人民币约560亿元）。

与此同时，中国合肥的“人造太阳”实验装置EAST的控制室里早已爆发出欢呼——炽热等离子体被成功维持上千秒，刷新了可控核聚变持续运行的世界纪录。

从比尔·盖茨到谷歌，再到国内外无数创投机构，都纷纷将目光聚焦在曾被戏称为“永远还需要50年”的可控核聚变技术上，全球核聚变领域已然风起云涌。

这项原本停留在实验室的尖端技术，正加速从科研阶段走向产业前沿。

核聚变的历史

人类最早对“核聚变”的探索，是为了回答一个基础问题：太阳的能量从哪里来？

1920年，英国物理学家爱丁顿（Arthur Stanley Eddington）首次提出猜想：“太阳内部可能在发生氢原子聚变成氦核的反应，这个过程会通过爱因斯坦质能公式E＝mc²释放巨大能量”——这是人类首次把“聚变”和“恒星能量”联系起来，但当时没有实验能证明。

直到1937-1939年间，美国物理学家贝特（H.Bethe）和德国物理学家魏茨泽克（C.F.v.Weizsacker）同时提出C-N循环理论，此后贝特又进一步算出太阳氢聚变的具体公式，从理论上证实太阳能源来自氢核聚变成氦核，才使人类终于摸清了“人造太阳”的方向。

理论落地需要实验支撑，而冷战成了早期探索的催化剂。

1950年代，美苏将核聚变视为战略技术展开竞争：1954年苏联科学家伊戈尔·塔姆和安德烈·萨哈罗夫率先提出“托卡马克”（Tokamak）方案，用环形磁场和电流约束超高温等离子体，建成了第一台托卡马克装置“T-1”。

美国则尝试激光惯性约束路线，1972年劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）建成首台多束激光装置“Shiva”，靠60束激光压缩燃料触发聚变反应。但这一阶段多是政府主导的秘密研究，虽然建成了多种实验装置，但能量消耗远大于产出，商业化仍遥不可及。

冷战结束后，各国意识到单靠一国之力难以破局，全球协作成为新的方向。1985年，美、苏、欧、日共同启动“国际热核聚变实验堆”（ITER）计划，中国于2006年加入，与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同签署ITER计划协定。它成为迄今最大的国际科研协作平台。

与此同时，各国也在推进小型实验装置。中国2006年建成的EAST多次刷新纪录，今年更是实现1亿℃运行1000秒；美国2009年建成的国家点火装置（NIF）在2022年首次实现净能量增益，人类终于摸到了“聚变能量可用”的门槛。

2020年代，核聚变探索迎来关键转折：高温超导、AI控制等技术成熟让装置体积缩小、成本降低，全球碳中和需求又倒逼零碳能源突破，资本和科技大厂开始主动下场。

CFS融资纪录、谷歌协议和微软与Helion的首份协议，都意味着聚变已不再只是科研，而是有了2030年代建商业电厂的明确时间表。

大厂为何追捧核聚变

可控核聚变的本质就是“模仿太阳发光发热”。

太阳核心的高温高压把氢原子（氘、氚）“捏”成氦核，释放巨大能量。

与现有能源相比，可控核聚变是在“降维打击”：

要知道0.03克海水里氘的聚变能量相当于300升汽油燃烧的能量，这种能量密度是传统能源完全无法企及的；而“可控”就是让聚变反应像“可调温的火炉”，既保持能量输出又不会像氢弹那样瞬间爆炸。现在技术能实现短时间可控但要稳定到商用还有一段距离。

与现有能源相比，核聚变是在“降维打击”：

其一是清洁：核聚变只产生安全的氦气，不排放二氧化碳几乎零污染零遗留。

其二是原料无限：氘能从海水里提取1升海水的氘聚变能量相当于300升汽油；同时氚虽稀缺但还可以人工制取不愁用完。

其三是安全：核聚变反应需要极端苛刻的条件一旦装置故障反应就会立即停止不会爆炸或泄漏。

简单说可控核聚变商用就等于人类握住了“永久充电宝”。

那谷歌、微软等大厂为啥愿意给聚变电厂投钱？

答案很实在因为他们快“没电用了”。

对大厂来说最重要的就是数据中心。谷歌全球有几十个数据中心24小时运转储存数据、算AI一年用电量相当于一个中等城市而这几年因AI爆发数据中心的耗电量还在猛烈上涨——IAE预计全球数据中心用电到2030年将翻倍AI是增长的主要驱动因素。

更关键的是大厂还得扛住“零碳压力”。现在全球都在推碳中和欧盟甚至要收“碳关税”。如果数据中心还用烧煤、烧气的电不仅成本高还会影响品牌形象。

可眼下其他类型的清洁能源有个大问题：风电、光伏靠天吃饭储能成本又高还存不久。核聚变刚好能解决这些痛点：它能24小时稳定发电零碳原料便宜。

资本眼中的明星公司CFS

要说当下核聚变领域的明星公司CFS当之无愧。

提到CFS就不得不说它的创始人鲍勃·马姆加德（Bob Mumgaard）。这位MIT等离子体实验室出身的物理学家2018年带着团队创业。谁也没想到这家成立才五六年的公司会成为全球聚变圈的“吸金王”——累计融资近30亿美元占全球私人聚变企业融资总额的三分之一。

故事的转折点在2021年12月：马姆加德带着团队的“秘密武器”——高温超导磁体技术敲开了资本的大门一举拿下18亿美元B轮融资。

当时投资者名单一公布整个行业都震动了：比尔·盖茨的突破能源基金乔治·索罗斯的量子基金谷歌母公司Alphabet老虎环球基金甚至Salesforce创始人贝尼奥夫这样的科技大佬都愿意为这个“造太阳”的项目买单。

全球“人造太阳”竞赛

全球都在抢着做“人造太阳”。