在AI技术之后,我们接下来将迎来哪股新的热潮?在本月,硅谷的科技巨头以及我国的中央企业均揭晓了各自的见解。
本月,英伟达的子公司NVentures对由比尔·盖茨创立的核技术企业泰拉能源(TerraPower)进行了投资。此次投资阵容中,还有韩国现代重工(HD Hyundai)以及比尔·盖茨本人。本轮融资的总金额达到了6.5亿美元,折合人民币约为47亿元,这笔资金将作为泰拉能源建设首座核反应堆的重要资金支持。
在泰拉能源公布消息的前一日,中国石油天然气集团公司亦发布了重大新闻:计划向其昆仑资本投入32.75亿元人民币,资金将用于支持可控核聚变领域的投资。据澎湃新闻的报道,这笔投资的目标是可控核聚变领域的国家队——中国聚变能源公司。
硅谷的AI巨头与我国央企中国石油,均不谋而合地大举投资“人造太阳”项目,一场关乎终极能源的产业竞赛就此拉开帷幕。截至目前,我国已有9家核聚变产业链企业获得投资,而美国创业团队则占据了全球近50家核聚变企业的一半以上。中美两国在技术与资本上的竞争,正推动核聚变产业的快速发展——或许,这一次我们不再需要等待50年。
首富的核能公司,2030年实现发电
2006年,比尔·盖茨开始逐步淡出微软的日常管理事务,将他的关注点转向了气候变化和能源转型领域。同年,他促成了泰拉能源核技术公司的成立。在此公司中,比尔·盖茨担任了董事会主席的职务,而他的事业伙伴、微软的前首席技术官内森·迈哈沃德则担任了副主席一职。
这家由两人共同领导的公司的总部设于华盛顿州的贝尔维尤。他们在全球范围内选拔了一批杰出的数学家和物理学家,利用超级计算机进行数学模拟,致力于为第四代核反应堆探索设计方案。值得一提的是,比尔·盖茨所创立的泰拉能源公司并非专注于可控核聚变的研究,而是一家专注于核裂变的公司。其与现有核电站的不同之处在于,它是对现有核电站的一次技术迭代与升级。
泰拉公司最初专注于行波堆(TWR)的研究,这项技术能够将贫瘠的核能燃料转化为可用形式。随后,基于对市场对灵活电力需求的准确判断,公司调整了研究方向,将核心研究转向了钠冷快堆Natrium技术。
《核技术论坛》对该技术进行了详尽的阐述。该技术采用沸点较高、导热性能优良的液态钠作为冷却介质。在核燃料裂变释放热量的过程中,液态钠吸收了堆芯的热量。随后,高温钠通过中间换热器将热量传递至中间钠回路。接着,中间回路将热量传递给水/蒸汽系统或熔盐储能系统。最终,这些系统产生蒸汽,驱动汽轮机进行发电。这项技术若与泰拉公司研发的熔盐储能系统相结合,便能够与光伏、风电等可再生能源形成互补,从而迅速应对电网的动态需求。
钠冷快堆Natrium的技术方案于2020年获得了美国官方的认证,并且获得了美国能源局的资金支持。据外部媒体报道,截至目前,美国能源局已经向泰拉能源划拨了高达20亿美元的款项。
在此期间,技术的重大进展以及比尔·盖茨的支持,使得泰拉能源吸引了大量机构投资者的关注。根据PitchBook的数据揭示,在当月的新一轮融资完成之前,泰拉能源已经成功筹集了超过10亿美元的巨额资金。投资者阵容囊括了瀑布投资公司、查尔斯河风险投资、科斯拉风险投资、印度信实工业以及韩国SK集团等众多知名企业。
比尔盖茨家族的私人投资机构瀑布投资,以及曾投资Twitter等知名企业的查尔斯河创投,还有最早支持OpenAI的科斯拉创投,都是业界响当当的名字。印度信实工业公司,这个名字对于很多人来说并不陌生,它是由印度首富穆克什·安巴尼一手创立的。而此次加入投资行列的英伟达和韩国现代重工,更是让泰拉的朋友们阵容壮大,如今已囊括了美、韩、印三国的“精英阶层”。
得益于官方的扶持和资本的推动,泰拉的Natrium反应堆迅速从理论阶段转变为实际应用。在去年6月,泰拉能源已确定反应堆的选址,并计划在即将关闭的怀俄明州煤电厂附近建设其首个小型模块化核反应堆。根据规划,该核电站预计在2030年秋季开始商业发电,届时泰拉还将大规模扩展,计划建设10至12座新的反应堆。
硅谷掀起核电投资潮
泰拉能源当然不是比尔盖茨唯一支持的核电企业。
2015年,他主导创立了突破能源基金(Breakthrough Energy Ventures),该基金至今已对至少三家核技术企业进行了投资。其中,去年10月,它对一家运用脉冲磁驱动技术的核聚变企业Pacific Fusion进行了投资。去年7月,第二家投资对象是一家运用仿星器技术的核聚变企业,名为Type One Energy;而第三家投资的企业,则是与麻省理工学院有合作的Commonwealth Fusion Systems(CFS)公司——值得一提的是,这家公司在2021年创下了单轮融资高达18亿美元(约合人民币130亿元)的行业之最。
在《气候经济与人类未来》这部备受瞩目的畅销著作中,比尔·盖茨明确表达了他对核能投资领域的积极立场,强调“没有任何一种清洁能源的发电能力能与核能相提并论”。
不仅比尔·盖茨,硅谷的投资人和企业家们,也都普遍认同投资核能的重要性。
本月初,TAE Technologies这家成立于1998年的核聚变老牌企业,宣布成功筹集了一轮共计1.5亿美元的融资。参与投资的机构包括谷歌、雪佛龙以及NEA等。截至目前,该公司累计吸引了13.5亿美元的投资额,其中谷歌已经连续参与了三轮投资。另一家公司,即小型模块化反应堆(SMR)的研发企业X-energy,曾获得包括亚马逊、城堡投资创始人肯·格里芬以及乔布斯遗孀劳伦娜·鲍威尔所管理的机构Emerson Collective在内的多笔投资。
此外,谷歌的前任首席执行官埃里克·施密特加入了聚变初创企业Pacific Fusion,参与了其9亿美元的A轮融资;而亚马逊的创始人贝索斯也对加拿大的核聚变公司General Fusion进行了投资。OpenAI的首席执行官山姆·奥特曼则对两家公司进行了投资:一家是Oklo,另一家则是Helion Energy。Helion Energy与微软达成了全球范围内在核聚变发电领域的首个商业合作:他们将在2028年以每度电1美分的成本,向微软供应50兆瓦的电力——这项发电服务将在三年后投入使用,这也难怪山姆·奥特曼对此表示,“核聚变技术的突破指日可待”。
观察公司数量,核能行业正处于创业高峰期。在2017年以前,全球从事商业核技术的企业仅有14家。然而,自2018年起,商业核聚变企业数量开始迅速增加。2018年全球新增5家,2019年新增7家,2021年新增6家,2022年新增9家。截至目前,全球核聚变企业总数已达到43家。其中美国公司占到一半以上,多达25家。
核能之所以受到青睐,首先是因为气候危机促使人们寻求更环保、更安全的能源解决方案;其次,随着人工智能技术的进步,对电力的需求量也显著上升。
今年四月,国际能源署公布了一份名为《能源与人工智能》的研究报告,其中披露了人工智能在能源消耗方面的实际数据。
用户与AI进行一次交流后,云端服务器会消耗约2瓦时的电能,这相当于点亮电灯十分钟所用的电量;而若运用AI制作一段视频,所需的电量将增至50瓦时,这样的电量足以让一台电风扇运作大约一个小时。报告指出,以OpenAI的GPT-4为例,在为期14周的数据模型训练过程中,该模型共耗电42.4吉瓦时,平均每天用电量达到0.43吉瓦时,这一数值与2.85万户欧美家庭每天的用电量相当。
此外,根据咨询机构ICF的预估,由于人工智能数据中心、新兴制造业的产能提升以及油气行业电气化的推动,美国电力需求预计在2023年至2030年期间将增加25%,并有望在2050年达到78%的增长。面对如此庞大的能源需求,唯有通过加大对比太阳能和风能更为稳定的核能的投资,才能实现能源供应的满足。
正如泰拉能源的投资方——英伟达风险投资部门的主管西迪克(Mohamed Siddeek)在其投资公告中所言,人工智能持续推动着各行业的变革,而核能正逐渐成为支撑这一变革进程的关键能源。人工智能的发展趋势指向了新能源领域,这一点硅谷的领军人物们已经明确表态。
“如果美国不带头,那么中国就会带头”
美国投资人“大干快上”,中国核能产业也在加速。
关注我国国家队动态。6月17日,隶属于中国石油集团的子公司中油资本发布了一则公告,宣布公司计划与母公司中国石油集团以及中石油股份公司,按相同比例对之前参股的昆仑资本有限公司进行增资,这笔资金将用于投资可控核聚变项目。据悉,这三家公司的增资金额总计达到32.75亿元。据澎湃新闻报道,此次投资的目标公司是中国聚变能源有限公司,该公司是在2023年底由中核集团发起成立的。
自今年起,有关聚变能源融资的消息频传。2月份,中国核电和浙能电力宣布向某家公司进行17.5亿元的战略投资。进入4月,上海百亿未来起点基金联合上海国投、上海电气以及闵行金投,共同创立了上海未来聚变能源科技有限公司。该公司被定位为上海国资的投资平台,并积极参与到对中国聚变能源公司的投资活动之中。
交易完成之后,中核集团直接及间接掌握了我国聚变公司57%的股份,昆仑资本,隶属于中石油集团,拥有20%的股份,而上海未来聚变公司则持有11.81%的股份。这三方股东共同对聚变公司实施控制。
我国国家队在研发领域同样处于领先地位。中核集团于5月份宣布,坐落于成都的全新人造太阳装置“中国环流三号”成功实现了等离子体电流达到一百万安培、离子温度突破一亿度、高约束模式稳定运行,其综合参数的聚变三乘积更是刷新了纪录,达到了10的20次方量级,这标志着我国在聚变领域正迅速迈向燃烧实验的关键阶段。
民营公司方面,自2021年以来,众多由清华大学、中国科学技术大学等知名高校培养的创业团队陆续成立了商业企业。在国内,现已涌现出至少6个专注于可控核聚变技术的团队,它们分别是:上海的能量奇点团队、合肥的聚变新能、星能玄光团队、西安的星环聚能团队、成都的瀚海聚能团队,以及新奥集团旗下的核聚变项目。这些企业背后已经吸引了众多知名机构的关注,包括中科创星、蔚来资本、合肥产业投资集团、中国石油昆仑资本、米哈游、华映资本、英诺天使基金、顺为资本以及红杉中国种子基金等。
一些企业已成功实现了特定阶段的进展。以奇点能源为例,其高温超导托卡马克装置“洪荒70”已投入使用,并计划在2027年完成“洪荒170”的建设。新奥集团自主研发的“玄龙-50U”球形托卡马克装置,已成功实现兆安级氢硼等离子体放电,并计划在2035年实现商业化发电。
此外,存在两家企业专注于为核聚变工程提供辅助服务。其中一家名为曦融兆波,于2022年在合肥设立,主要从事射频加热设备的研发工作;另一家则是翌曦科技,同样成立于2022年,位于上海,专注于高温超导材料的研发。值得一提的是,这两家企业均已成功完成了天使轮融资。
与美国私营领域占据主导地位不同,我国核聚变产业正呈现出国家队与民营企业并肩作战、战略上相互补充的发展态势。得益于国家能源局以及各地政府相继推出的产业扶持政策,我国核聚变产业的步伐正在不断加快。
今年三月,美国消费者新闻与商业频道(CNBC)播出一部时长为13分钟的纪录片,内容不仅涵盖了核聚变技术,而且深入探讨了中美两国在核聚变技术领域的竞争态势。在节目中,引用了美国聚变行业协会(FIA)的首席执行官Andrew Holland的观点。他指出:“对人工智能的关注、对能源领导力的追求……这些都要求我们必须对核聚变技术进行投资。”如果美国不带头,那么中国就会带头。”
中国企业的研发步伐与工程转化实力,无疑对美国的核聚变领域构成了挑战。诸如聚变能源、能量奇点等企业,是否能够重演光伏产业和新能源汽车领域的后来居上?这无疑是业界关注的焦点之一。然而,从国家间竞争的视角来看,核聚变的发展似乎还显得有些局限,毕竟它关乎着我们这颗蓝色星球未来数百年的宏大叙事。
参考资料:
核技术领域的盛会,TerraPower公司推出的Natrium反应堆备受瞩目。
澎湃新闻报道,独家消息显示,中石油昆仑资本对核聚变领域充满信心,预计将晋升为中国聚变能源公司的第二大股东。
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