點解人工智能行業押注核融合能源突破
當Sam Altman於2014年初到訪位於華盛頓州雷德蒙德的Helion Energy細小辦公室時,懷著核融合教科書在手,當時公司主要專注於研發。幾天後離開時,他已說服這家核融合初創企業採取更積極的部署路線,CEO David Kirtley回憶道。翌年,當Altman同時創辦OpenAI時,他投資了950萬美元入Helion,並出任主席。2021年,他更追加3.75億美元,成為其數十億美元投資組合中最大的一筆私人押注。
核融合曾經是政府主導的科研領域,如今卻成為私人資本的競賽,背後資金多來自同一批為人工智能(AI)能耗龐大系統融資、追求具有人類智能的通用人工智能(AGI)目標的人士。根據歐盟機構Fusion for Energy的報告,核融合能源產業的總融資額由2020年的17億美元飆升至2025年9月的150億美元。除了Altman之外,Helion的投資者還包括OpenAI的資金方軟銀,以及Facebook聯合創辦人兼Anthropic早期支持者Dustin Moskovitz。Nvidia支持Helion的競爭對手Commonwealth Fusion Systems(CFS),Google則投資CFS及另一家企業TAE Technologies。Oak Ridge國家實驗室核融合部門主管Troy Carter指出:「AI是推動這股趨勢的重要因素,因為它們對數據中心的能源需求巨大。」
近年工程技術進步,加上投資者願意冒險押注,令部分公司承諾在未來數年而非數十年內實現電網供電。雖然仍需證明技術可行,一旦核融合成功,將可提供無碳排放的電力,克服太陽能和風能的季節性波動問題,亦無核裂變的長期放射性廢料問題。這不僅能降低電費,更可能改變能源的未來格局。
核融合技術的挑戰與突破
核融合是太陽發電的原理,通過輕原子結合而非分裂重原子來產生能量。這種反應在星體核心的等離子體中發生,等離子體是一種超高溫帶電氣體。重現這一過程於地球上是極其複雜的工程難題。
數十年來,科學家雖能引發核融合反應,但產生的能量尚未超過加熱等離子體所需的能量,被稱為「科學平衡點」。2022年,勞倫斯利佛摩國家實驗室利用巨型激光暫時壓縮微型燃料顆粒,首次實現輸出能量超過加熱能量的核融合反應,創造歷史。至今尚無私人企業達成此里程碑。
若私人企業達標,下一步是「工程平衡點」:不僅產生超過加熱能量的電力,更需足以推動整個發電機運行。競逐這一目標的企業中,Helion進展最快。他們預計2028年於華盛頓州馬拉加建成商用機器,並已與微軟簽訂50兆瓦核融合電力銷售協議,若延誤將面臨罰款。
Helion與大多數核融合計劃不同,非透過水蒸氣推動渦輪機,而是以時速約100萬英里撞擊兩個等離子體環,碰撞觸發核融合,擾動磁場產生電力。Kirtley表示,該系統目前能回收約96%輸入能量,有點像電動車利用再生制動回充能量。其第七代原型Polaris原定2024年展示工程平衡點,年底首次啟動,結果未公開。
Kirtley讚揚Altman鼓勵他「更快、更大規模」推進,目標是「每天建造一台發電機,迅速在全球部署核融合系統」。
Oak Ridge的Carter認為這種雄心壯志令核融合上市更近。他2020年領導的能源部報告預測,核融合示範廠可於2040年代初建成,但他現在認為有望提前至2030年代中期。MIT等離子體科學與融合中心主管Nuno Loureiro指出,AI的出現令等離子體領域的挑戰更易解決。
更多競爭者與技術路線
即使Helion稍有延遲,仍可能創造多項世界首例。若其技術不奏效,其他公司已緊隨其後。
加州初創Pacific Fusion聲稱採用與勞倫斯利佛摩實驗室相同路線,設計出可達工程平衡點的設備。2024年公開亮相,獲得前Google CEO Eric Schmidt和微軟AI主管Mustafa Suleyman等投資,資金達9億美元。
CFS自2018年自MIT分拆,成為資金最充裕的核融合初創,走另一條路:建造磁瓶將超熱等離子體固定。CFS計劃2027年實現科學平衡點,並已著手商業化廠房,預計2030年代初向電網供電。Google已同意購買200兆瓦電力。CFS聯合創辦人兼首席科學官Brandon Sorbom稱,有大型超大規模雲服務商支持,有助供應商相信「這不只是一個科學實驗」。(CFS投資者包括TIME共同主席兼擁有者Marc Benioff。)
新西蘭初創OpenStar於2024年底以約1000萬美元啟動原型,已籌得額外1400萬美元。其設計將磁瓶概念「反轉」,在反應堆核心置入超強磁鐵,等離子體被圍繞限制。
核融合的未來與挑戰
雖然對眾多競爭者樂觀,Carter警告高調失敗或令投資者卻步,損害整個領域的信譽。他說:「希望炒作不會過度,某個知名公司失敗不會扼殺其他地方的進展。」
但對Google和微軟等企業來說,核融合越快到來越好。兩者都在建設新數據中心以支持AI運算,微軟目標2030年達碳負排放,Google則力爭淨零排放。AI數據中心全天候運作,若無能源儲存突破,風能和太陽能波動難以穩定供電。美國自2010年起發電量幾乎停滯,當年中國超越成為全球最大電力生產國。即使化石燃料仍有空間,隨著運算需求激增,擴張亦有困難。Altman及Nvidia創辦人Jensen Huang現視能源為最大瓶頸。
但核融合成功帶來的影響遠超數據中心供電。它可在能源需求地建廠,不必依賴風光條件最佳地點。能源豐富還可能顛覆全球經濟和地緣政治格局。Carter指出:「大多數戰爭都是為了爭奪能源,如果這不再是驅動因素,情況將大不相同。」
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評論與啟發
這篇報道生動描繪了核融合技術從政府主導科研向私人資本競賽的重大轉變,並點出AI發展對能源需求的推動作用。Sam Altman這樣的科技巨頭不僅在AI領域投資,更將視線投向核融合,反映出能源與計算力的深度綁定。
核融合若成功,確實可能是21世紀最具革命性的能源突破,解決可再生能源不穩定和核裂變廢料問題,推動全球脫碳轉型。然而,核融合技術的工程難度極高,許多公司雖然雄心勃勃,但仍未克服關鍵技術門檻。投資者的熱情和AI帶來的計算力提升固然利好,但過度樂觀亦有風險,若高調失敗,可能打擊市場信心。
從產業角度看,這場賽跑不僅是技術較量,更是資本和戰略布局。科技巨頭如Google、微軟及軟銀等加入,意味著核融合不再是純粹的科研話題,而是未來能源供應和數據中心運營的關鍵戰略資產。對香港及全球而言,核融合成功或將改變能源供應結構,推動經濟模式轉型,甚至影響地緣政治格局。
總結來說,這場融合AI與核融合技術的雙重革命,昭示著未來科技與能源的深度融合。香港作為亞洲科技樞紐,應密切關注相關技術進展,並思考如何在全球能源轉型中尋找機遇,推動本地創新發展。這不僅是科技前沿的競賽,更關乎未來人類社會的可持續發展。
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