美國2028，日本2040，核聚變商業化大戰徹底開打

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環球零碳

碳中和領域的《新青年》

來源：Getty Images

撰文 | Penn

編輯 | 小瀾

→這是《環球零碳》的1802篇原創

核聚變通常被稱為能源的圣杯，是一種潛在的無限清潔能源來源，科學家們一個世紀以來一直在追逐這一夢想。

目前，一場旨在創造“人造太陽”的核聚變技術競賽正在中國、美國、日本等創新中心激烈上演，今年不斷有挑戰者報告新的里程碑式突破，這預示著全球核聚變商業化大戰正式開打。

自從2023年5月微軟與核聚變初創公司Helion Energy簽署全球首份商業化聚變發電訂單，并打算2028年開始供電之后，核聚變商業化便邁入了快車道。

6月30日，谷歌與聯邦聚變系統公司（Commonwealth Fusion Systems，簡稱CFS）達成了一項電力采購協議。谷歌計劃于2030年代從CFS在弗吉尼亞州建設的核聚變發電站購買200兆瓦的電力，這筆交易也成了目前歷史上最大的核聚變電力購買協議。

現在日本Helical Fusion緊跟其后，簽署了全球第三份核聚變商業化購電協議。

12月8日，日本核聚變初創公司Helical Fusion與日本中部地區大型連鎖超市Aoki Super Co.簽署了購電協議（PPA）。這是日本簽署的首份聚變能源購電協議。

根據協議，Aoki Super將從Helical Fusion計劃建設的基于仿星器概念的聚變電站購買2040年前產生的電力。該公司表示，該購電協議體現了大型商業用電用戶（其門店需要穩定、全天候的電力供應）的切實承諾。

根據Helical Fusion官網消息，該公司強調2030年代就可實現世界首個穩態凈電聚變發電。也就是說核聚變有可能會提前上網。

圖說：Helical Fusion與Aoki Super Company 簽署聚變購電協議

來源：Helical Fusion

Helix Fusion公司正在開發的聚變反應堆基于仿星器設計。該公司表示，這一概念建立在近70年的全球研究成果之上，尤其是在日本國立聚變科學研究所（NIFS）的研究成果。NIFS擁有大型螺旋裝置（LHD），這是世界上最先進的仿星器設施之一。

Helical Fusion由前銀行家田口隆也和兩位來自NIFS的科學家于2021年創立。致力于打造世界上首個具有商業可行性的仿星器，用于發電。該公司旗艦項目是Helix KANATA，這是一座全尺寸的試驗工廠，旨在實現穩態凈電能聚變發電。

在此之前，該公司還建造了Helix HARUKA，這是一個用于組件和系統驗證的中間裝置。它們共同構成了Helix計劃。Helical Fusion計劃建造一座發電能力為50-100兆瓦的試驗反應堆，并于2040年左右投入運行。

仿星器聚變反應堆與托卡馬克聚變反應堆（例如英國的聯合歐洲環形加速器或正在法國建造的ITER裝置）有所不同。托卡馬克采用均勻的環形結構，而仿星器則將環形結構扭曲成8字形。這解決了托卡馬克在約束等離子體的磁線圈密度必然低于環形結構外側時所面臨的問題。

Helix計劃定義了商業化聚變發電的三項基本要求：穩定運行、凈電力輸出以及定期高效的部件維護。該公司表示，螺旋仿星器憑借現有技術，能夠獨一無二地滿足所有這三項標準。

圖說：Helical Fusion首臺核聚變反應堆Helix KANATA的示意圖

來源：Helical Fusion

今年10月27日，Helical Fusion舉行新聞發布會，宣布在開發對聚變反應堆至關重要的高溫超導（HTS）磁體方面取得進展，這標志著該公司朝著實現“商業聚變能源”的目標邁進重要一步。

這些磁體組裝成線圈，尺寸與實際反應堆相同，專為實際應用而設計。這一成就標志著世界上首次展示了專為商業反應堆設計的大型高溫超導線圈，該線圈在超導條件下保持了穩定的電流流動，同時復制了聚變裝置內部的磁環境。

該公司表示：“這是世界首創，歐美沒有任何一家聚變公司能夠實現，這意味著Helical Fusion目前在全球商業聚變發電廠建設競爭中處于領先地位?！?/p>

Helical Fusion首席執行官田口隆也在新聞發布會上表示，“這意味著，我們有能力在世界其他地區之前實現聚變發電?！?/p>

2025年7月，作為其對可持續發展和環境保護長期承諾的一部分，青木超級基金對Helical Fusion進行了戰略投資。Helical Fusion于7月完成了A輪融資，籌集了23億日元（約合1500萬美元）。這使得Helical Fusion的總資本（包括贈款和貸款）達到52億日元，用于支持其Helix計劃。

圖說：Helion第一座聚變發電廠的施工現場

來源：Helion Energy

全球首份商業化聚變發電訂單來自于美國核聚變初創公司Helion Energy。2023年5月，Helion 和微軟簽署了一項歷史性電力購買協議（PPA），計劃從 2028 年開始通過一座 50 兆瓦的聚變發電廠為微軟的數據中心提供電力。

2023年9月，Helion更進一步，與北美最大的鋼鐵生產商和回收商紐柯公司宣布達成協議，將在紐柯位于美國的一家鋼鐵制造廠開發一座500兆瓦的核聚變發電廠。聚變能將徹底改變紐柯鋼鐵制造業務的能源供應，提供基載零碳電力，并助力紐柯在鋼鐵行業脫碳領域保持領先地位。

今年7月30日，在美國華盛頓州鄉村連綿起伏的丘陵地帶，Helion Energy 邁出了大膽的一步，宣布已開始在其擬建聚變發電廠“獵戶座”（Orion）的廠址上進行建設。

該聚變發電廠位于華盛頓州馬拉加，地處該州中部哥倫比亞河沿岸，Helion 希望利用附近巖島大壩水電站的電網基礎設施。此舉使 Helion 有可能向電網輸送世界上首個商業聚變電力，目標最早將于 2028 年投入運營，并開始為微軟數據中心供電。

在建設全球首座商用核聚變電站的競賽中，Helion Energy 并非唯一一家參與者。世界各地的政府、初創企業和研究機構正向核聚變技術投入數十億美元，各自爭奪這一可能成為本世紀最大能源突破的領域的領導地位。

今年6月，谷歌與Helion Energy的競爭對手聯邦聚變系統公司簽署了一份 200 兆瓦的聚變電力采購協議 (PPA) 。電力將由 Commonwealth 首座 ARC 核聚變電站供應。該核電站的規劃裝機容量為400兆瓦，預計將于 2030 年代初首次向弗吉尼亞電網輸送電力。

參考資料：

[1]https://www.wsj.com/articles/google-signs-deal-to-buy-fusion-energy-from-bill-gates-backed-nuclear-startup-9017672b

[2]https://www.cnbc.com/2025/06/30/google-partnership-commonwealth-fusion-systems.html

[3]https://www.helionenergy.com/articles/helion-secures-land-and-begins-building-site-of-worlds-first-fusion-power-plant/

[4]https://www.helionenergy.com/articles/helion-announces-worlds-first-fusion-ppa-with-microsoft/

[5]https://asia.nikkei.com/business/energy/japan-startup-touts-world-first-in-key-electromagnets-for-fusion-energy

[6]https://www.businesswire.com/news/home/20251207372064/en/Helical-Fusion-Signs-Japans-First-Power-Purchase-Agreement-for-Fusion-Energy-with-Aoki-Super

[7]https://www.neimagazine.com/news/japan-signs-first-fusion-power-ppa/?cf-view

[8]https://www.world-nuclear-news.org/articles/japanese-supermarket-chain-signs-up-for-fusion-power

[9]https://www.helicalfusion.com/en/post/helical-fusion-signs-japan-s-first-power-purchase-agreement-for-fusion-energy-with-aoki-super

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