文/王硕果 江昱玢 编辑/江昱玢
“人造太阳”,离项目落地又近了一步。
6月中旬,能量奇点研发建造的“洪荒70”,实现等离子体放电。
作为全球首台全高温超导托卡马克装置,其工程可行性获得验证。我国在高温超导磁约束领域,拿下先发优势。
现年33岁的掌门人杨钊,踌躇满志。
他计划投入超30亿元,研发下一代装置“洪荒170”,将聚变能量增益因子Q提高到10以上。
杨钊本科毕业于北大,拿下斯坦福大学的博士,麾下是一众来自清北、普林斯顿等的专家学者。
成立仅三年,这支上海团队吸引了米哈游、蔚来、红杉等资本押注,两轮共计融资约8亿元。
造出铁船
6月18日,在上海临港,一座3米高的实验装置蓄势待发。
此前,杨钊团队花了几周时间准备:抽走空气,创造出真空环境;注入液氮和液氦,降温至零下240度左右;给其中的超导体注入电流……
维持这样的环境,每月要花约30万元电费。
整个测试过程,只持续了几十毫秒——不及人眨眼一次的时长。
点亮等离子体,只是实现核聚变的第一步。
可控核聚变的反应原理与太阳相同,故被称为“人造太阳”。聚变能源的能量密度大,相较于核裂变,反应过程更安全。
其产生的放射性废物少,氘等燃料也可以从海水中提取,是无限的、经济的安全清洁能源。
“目前科学发展水平下,人类能掌握的终极能源形式。”杨钊如此概括。
持续研究最久的核聚变实验装置托卡马克,发明于上世纪。
该装置中,原子被送进形似“甜甜圈”的真空环形通道,外部围绕的线圈通电后,内部会产生巨大螺旋形磁场,微波加热其中的等离子体,可达成受控核聚变。
杨钊介绍,全球已建造超100台托卡马克装置,采用低温超导材料,大多体型巨大,比如国际热核聚变实验堆(ITER),高30米、直径28米。
“以前的托卡马克装置就像海上的木船,能量奇点想做一艘航海的铁船。背后的物理原理是一样的,但在造出来之前,没有人相信一艘铁船可以在水面上浮起来,还能够稳固前行。”杨钊比喻。
“洪荒70”直径只有ITER的1/8,所有关键零部件都用高温超导材料建造,全世界仅此一台,“每一步都是从0到1。”
企查查显示,去年4月,能量奇点完成近4亿元的Pre-A轮融资,投资方包括Enlightenment、米哈游等。
米哈游是熟面孔。
早在2022年2月,其联合蔚来领投了能量奇点的天使轮。此时距离公司成立,只有8个月。
压低成本
起步阶段,摆在杨钊面前的有两条路:
做一台原型机,验证高温托卡马克的可行性、稳定性;或者直接去“啃”难度最大的核心部件——磁体。
“我们的目标是成为一家提供可控核聚变发电的公司,建造‘洪荒70’的意义,比单纯建成一个磁体更大。”
思前想后,杨钊还是决定从原型机做起。
即便如此,高温超导路线无先例可循,团队花了两年时间,投入近2个亿,克服了无数工程难题:
为确保高温超导材料加工成磁体后,性能不衰减,绕制、绝缘、浸渍、组装等工艺得下工夫;高温超导磁体接头,制备电阻值需在纳欧级别,也要打磨研制……
降低成本,成了商业化的关键。
起初,杨钊考虑把部分设计外包,对方参与过ITER项目科研,无奈要价太高,团队转向自研。
“最关键在于设计,其次是要把设计做出来。”这句话,杨钊经常挂在嘴边。
例如,“洪荒70”磁体和低温系统连接处的数十个零部件,要在-250℃的低温和3-5个大气压的环境下,保持两端绝缘,市面上光定制这样一个零件,就要数万元。
杨钊花4个月做实验、试错,最终研制出符合要求、性能稳定的零部件,这一项的成本就节约了数百万元。
他在上海当地,构建起“朋友圈”——
真空室、冷屏等主机系统的关键设备,由上海电气核电集团生产;上海超导提供高性能超导磁体材料;组装则交给中国核工业第五建设有限公司,装置环境和辐射安全评估,由上海核工院负责……
据悉,“洪荒70”的国产化率,超过96%。
下一代“洪荒170”有望2027建成,预计投入35亿元,目标是聚变能量增益因子Q≥10,而当前人类能达到的最大Q值,不过1.53。
团队在降本方面加压。
相同Q的前提下,“洪荒170”的等离子体半径,比美国新能源初创公司CFS的在建装置小10%,体积为其70%左右,用的材料更少,造价更低,而最高磁场强度比CFS的高10%。
精英组队
杨钊出生于1991年,本科考入北京大学物理学专业。
“北大教会了我‘学物理’和‘物理学’的区别,让我摆脱了由于‘成绩好’而喜欢‘学物理’的功利心态。”杨提到。
而后,他奔赴斯坦福大学,攻读物理学博士学位,研究方向为人工智能和理论物理的结合。
2019年回国后,这位会吹黑管的博士,创立了元悦科技,用AI算法教弹钢琴。
转折发生在30岁那年,杨钊在朋友撮合下,遇见了大他三岁的叶雨明。
叶本科和硕士毕业于清华,曾任KKR投资分析师,创办光信资本,投过探探、快看漫画等。
彼时,叶雨明正寻找新能源赛道的投资机会,与杨钊一拍即合。瞄准可控核聚变,2021年,能量奇点落子上海。
创始团队,人才济济。
联合创始人董阁,北大物理系本科,普林斯顿大学物理系博士、博士后;
另一位联创李柱永,是电气工程博士,任上海交通大学电气工程系的副研究员。
杨钊持股30.8%,为公司实控人。
他喜欢电影《奥本海默》,“单纯从科学层面看,一定有比奥本海默更强的人,但组织那么多科学家一起干,他是当之无愧的‘原子弹之父’。”
短短一年,能量奇点壮大成120多人的团队,不乏来自斯坦福、清北、中科院等的人才。
“核聚变商业化一定能实现,希望我们是最先到达的人。”
杨钊的规划是,首个可商业化的聚变发电示范堆“洪荒380”,于2035年研发面世。
届时,来自中国的“洪荒之力”,将在世界舞台大放异彩。