核聚變2.0:創業者們在出擊
《財富》(中文版)-- 半個多世紀以來,世界各國政府都在試圖解決核聚變難題。理論上,它可以提供廉價、清潔而且幾乎無盡的能量源。想想這個:一小勺的液態氫燃料—氘和氚的混合物—可以產生相當于28噸煤的能量。
不過在1億攝氏度的高溫下把兩個氫原子同時粉碎以產生聚變反應,這種努力已經被證明既耗錢又沒有把握。國際熱核聚變反應堆(ITER)在法國開展的國際間政府項目一直以來都被費用超支所困—這個最初預計為50億歐元的項目現在的預算已經達到了130億歐元(約150億美元)—23,000噸重的托卡馬克(Tokamak)試驗反應堆比埃菲爾鐵塔(Eiffel Tower)還要重三倍,而且還需要多年之后才能夠竣工。美國能源部(U.S. Department of Energy)耗資40億美元的勞倫斯·利弗莫爾(Lawrence Livermore)項目,打算用激光來粉碎原子,還處于試驗階段。雖然科學家們從中學到了很多的經驗,不過專家們認為這些大型項目—即便能夠成功—最理想的情況也得幾十年之后才能夠商業化。
如果想要讓這個世界可以應對氣候變化帶來的最壞結果,這個速度可不夠快。同時,還需要向窮人提供廉價而且清潔的能源,這一點并沒有被杰夫·貝佐斯(Jeff Bezos)、保羅·艾倫(Paul Allen)和彼得·蒂爾(Peter Thiel)這些美國的億萬富豪們所忽略。這些人在賭小規模聚變相較政府的大型項目而言更省錢、更簡單而且可以更早市場化。一些像洛克希德—馬丁(Lockheed Martin)和通用原子(General Atomics)這樣的大公司也持有相同的觀點,并且各自都在進行小規模聚變試驗。
根據研究機構Third Way的一份最新報告顯示,美國境內現在有6個由私營部門支持的聚變項目正在進行中。貝寶(PayPal)的聯合創始人、硅谷投資人彼得·蒂爾在支持位于華盛頓州雷德蒙德(Redmond)的Helion Energy公司。微軟的聯合創始人保羅·艾倫投錢給了位于加州歐文(Irvine)的Tri Alpha Energy公司,據報道該公司已經籌集了1.4億美元資金。而亞馬遜的首席執行官杰夫·貝佐斯旗下的投資基金Bezos Expeditions在支持一家位于溫哥華的、名叫通用聚變(General Fusion)的公司,該公司迄今為止已經籌措了9,400萬美元。
其他富有的投資者們則在摸索一種不同但是相關的技術:冷聚變,其所需的運作溫度要低的多。懷疑者們會想起斯坦利·龐斯(Stanley Pons)和馬丁·弗萊施曼(Martin Fleischmann)這兩位學者,他們在1989年宣布在室溫下通過一臺簡單的臺式機器實現了聚變。他們的試驗最終被證明是弄虛作假。
近年來,科學家們在該技術的一種變體上取得了些許的進展,術語叫做低能量核反應。湯姆·達登(Tom Darden)是22億美元規模的Cherokee Investment Partners公司的首席執行官。有了這些進展,他在北卡羅來納州成立了一家名叫Industrial Heat的新創企業,公司得到了意大利科學家安德列亞·羅西(Andrea Rossi)的技術的使用許可。去年,比爾·蓋茨(Bill Gates)造訪了意大利國家科技局ENEA下屬的冷聚變反應設施,不過蓋茨辦公室稱,他并沒有投資。
眼下,沒有知道這些私人投資項目中的哪一個—如果有的話—會取得成功,實現聚變絕非易事。格倫·烏爾登(Glen Wurden)說道,他是洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)等離子物理組的負責人:“為了拿到資金,小公司會不得不空口許諾。許下承諾而不兌現的事情一直以來比比皆是。當你聽到一家私營公司說他們會在五年內擁有某項技術時,你不必當真。”批評家們也認為這些新創企業所依托的技術要么早在幾十年之前就已經被政府實驗室摒棄,要么迄今為止還未得到證明。
這些話也許是對的,不過這些創業者們辯稱計算機領域的科技進步讓那些舊設計思路在今天變得可行。這個趨勢中的一個最明顯的例子是得到貝佐斯支持的通用聚變公司。[美國國家航空航天局(NASA)的退役宇航員馬克·凱利(Mark Kelly)是這家公司的顧問之一,馬來西亞政府牽頭在8月提供了新一輪的2,200萬美元融資。]該公司的理論是通過壓縮來加熱燃料,直至引發聚變反應,這個想法已經在政府資助的大型項目中試驗了多年。比如,在利弗莫爾實驗室,像足球場那么長的激光被用于壓縮原子,引發聚變。不過一直以來,這些昂貴的激光系統的能耗都比產生的能量還多。2002年,一位加拿大等離子物理學家米歇爾·拉伯奇(Michel Laberge)提出了一個想法。如果用錘子和砧臺來替換昂貴的激光束,這個系統產生的沖擊波可以令微粒發生聚變反應嗎?不久之后,他創立了通用聚變公司。
在之前1970年代政府實驗室的項目中曾經用錘子進行了嘗試,但是未獲成功。現在,在先進算法、現代電子技術和控制系統的支持下,這些錘子可以同時精確地擊打通用聚變公司的球形金屬反應堆,產生的壓力波可以令等離子束受壓發生聚變反應,溫度高達1億攝氏度。熱能被導入一個不停轉動的熔鑄金屬渦輪中,然后被一臺蒸汽機所用。
通用聚變公司的首席執行官內森·吉利蘭(Nathan Gilliland)早前在貝恩資本(Bain Capital)工作,他稱公司已經掌握了正確的錘子擊打速度和精度,并且生成了可靠持久的等離子束。目前正在調試沖擊波和壓力強度,以令等離子束產生的能量高于其能耗。還要多久才能夠市場化?吉利蘭自信地表示:“我們認為幾年之內就可以,用不著幾十年。我們已經證明了路徑是可靠的。現在只是工藝問題了。”
創業家在美其名曰的車庫里努力工作,試圖解決物理學上的一個最艱巨的問題,這看起來非常離譜。畢竟,各國政府花費了數十年時間和數十億美元的資金都沒有能夠破解聚變難題。不過這些創業家們有一點有利之處。他們的試驗規模較小,他們的學習周期更短,而且至少在理論上,他們能夠更快地拿出一個更便宜的解決方案。
至少有一個最近的相關案例可以供創業者們援引:在1980年代末,美國聯邦政府聲稱第一個人類基因圖譜需要花費15年時間和30億美元的資金才能夠完成。在私營部門介入之后,不但做的更快,而且更省錢。雖然無法保證這次私營部門也能夠做到政府力不能及的事情,不過在嘗試了50年之后,看起來值得試試別的辦法。(財富中文網)
譯者:陳曄