国际大型石油公司豪掷数十亿美元押注核聚变为那般?
经过数十年基本局限于实验室的研究,核聚变开始获得以往只有有望并网发电的成熟技术才能享受到的巨额资金与产业规划布局。2025 年,全球核聚变领域私人投资额创下 44.8 亿美元新高,同比上涨 69%;与此同时,多家全球顶级能源企业不再仅仅为核聚变初创企业提供资金支持。
意大利能源巨头埃尼集团依托对联邦聚变系统公司的投资,计划最迟在 21 世纪 40 年代初于欧洲建成一座商业化核聚变电厂;该集团已签署一份价值超 10 亿美元的协议,将采购这家初创企业在美国建成的首座商业电站所发电力。除发电业务之外,埃尼集团还计划凭借数十年碳氢化合物与氢气处理经验,布局未来聚变反应堆运转所需的燃料系统产业。
“过去 5‑6 年间,核聚变技术本身以及行业预期都发生了巨大变化,行业内部的竞争也愈发激烈,” 埃尼集团磁约束核聚变项目负责人弗朗西斯卡・费拉扎扎在接受《金融时报》采访时表示,“核聚变过去一直被视作科研项目,如今我们已经把它当成一项产业来发展。”
联邦聚变系统公司于 7 月完成新一轮 10 亿美元融资,累计总融资额达到 40 亿美元,目标在 21 世纪 30 年代初建成首座商业化发电站。今年早些时候,该公司规划建设的弗吉尼亚州 400 兆瓦 ARC 聚变设施,成为首个向 PJM 电网申请并网接入的核聚变项目;谷歌已经同意采购该电站 200 兆瓦的电力,埃尼集团也承诺出资超 10 亿美元购买其电力。
埃尼集团还打算开辟一项新业务,为商业化聚变反应堆提供维持运行必不可少的燃料系统。企业计划运用自身处理碳氢燃料与氢气的成熟经验,完成氘、氚两种氢同位素的回收、提纯与循环利用;这两种同位素是绝大多数聚变反应堆设计方案选用的燃料。为此,埃尼集团已经和英国原子能管理局成立一家合资企业,在全球范围内开发并输出上述相关服务。此举让这家意大利能源巨头除了持有电站、售卖电力以外,获得了又一条核聚变收益渠道。
氚的提取难度远高于氘。氘性质稳定、储量充足,可以从海水中提取;海水中大约每 6700 个氢原子里就含有 1 个氘原子。氚具备放射性,半衰期仅有 12.3 年,自然界天然存量微乎其微。一座装机容量 10 亿瓦的氘‑氚聚变电厂每年大约需要消耗 55 千克氚,远远超出天然氚资源的供给上限。
这也就意味着商业化反应堆必须实现大部分氚的自给自足,并且持续回收、循环利用未消耗的燃料。而这就需要闭环系统,能够从反应堆增殖包层以及废气当中提取氚,提纯之后再重新输送回反应堆。埃尼集团正在位于牛津郡的英国原子能管理局卡拉姆园区建设一座大型氚燃料循环试验基地,模拟未来商业聚变电厂的工况测试整套工艺。该基地预计 2028 年完工。
——其他入局核聚变的石油巨头
挪威国家石油公司、雪佛龙、壳牌、Cenovus 能源多年来持续深耕核聚变赛道,在任何一条聚变路线尚未产出商用电力之前,就已经对多款相互竞争的反应堆技术展开布局。
挪威国家石油创投公司最早于 2020 年投资联邦聚变系统公司,并在次年该企业 18 亿美元 B 轮融资中追加持股;当时挪威国家石油公司称这笔投资是其规模最大的风投项目。
雪佛龙采取多路线分散投资策略。雪佛龙科技创投部门先后投资 TAE 技术公司与扎普能源公司;2025 年,雪佛龙联合谷歌参与 TAE 技术公司一轮 1.5 亿美元融资,至此这家初创企业的股权融资总额突破 13 亿美元。TAE 计划先建成一座 50 兆瓦的示范聚变电站,后续再扩容建设 350‑500 兆瓦级别的商业电厂。
壳牌创投 2024 年携手雪佛龙以及其他投资方,参与Zap能源公司 1.3 亿美元 D 轮融资。Zap能源选择了一条和联邦聚变系统公司不一样的聚变技术路线:依靠剪切流稳定技术约束等离子体,而非大型超导磁体。本轮融资资金将用于研发新一代聚变装置,以及把试验装置转化为商业电站所需的整套工程系统。
Cenovus 能源是最早押注核聚变行业的石油巨头之一,早在 2011 年便向加拿大General聚变公司投入 400 万美元,后续又参与多轮融资。此后General聚变公司开启上市进程,今年 1 月宣布将与一家特殊目的收购公司完成合并,交易估值约 10 亿美元,计划登陆纳斯达克交易所。该公司目标在 21 世纪 30 年代中期建成首座商业化聚变电站。
