全球范圍內僅有一臺核聚變裝置成功達成關鍵科學閾值,而海事聚變公司(Maritime Fusion)首席執行官賈斯汀·科恩已率先啟動籌備工作,計劃將核聚變反應堆應用于船舶搭載場景。
從技術發展與行業實踐來看,這一設想并非完全脫離現實。近年來,人工智能技術迭代升級、高性能計算能力持續提升,加之超導磁體研發取得突破性進展,多重技術紅利疊加推動聚變能源向商業化落地邁出關鍵步伐,行業對聚變能源的認知已從“能否實現商業化”轉向“何時實現商業化”,其商業化進程推進速度達到歷史以來較高水平。
聚變能源具備顯著優勢,其核心燃料為水,地球水資源儲量豐富且易獲取,一旦實現商業化應用,可穩定輸出大量清潔電能,無傳統化石能源燃燒帶來的污染物排放,也能規避部分可再生能源的不穩定性問題。將核聚變反應堆搭載于船舶的構想,同樣有行業實踐基礎支撐:當前,核裂變反應堆已成熟應用于軍用船舶領域,搭載核裂變反應堆的潛艇與航空母艦長期在全球各大海域航行,這類船舶不僅運行過程中噪音低,動力輸出強度高,且燃料續航能力突出,單次加注燃料后可連續運行數十年,無需頻繁補給;在民用船舶領域,早在上世紀60年代至70年代,行業內就已開展核動力貨輪的可行性研究,積累了初步的技術探索經驗與行業認知。
“核裂變為船舶核動力系統的技術研發、應用落地及行業推廣奠定了全面且堅實的基礎,為后續新型船舶核動力技術的發展提供了寶貴的實踐參考,”海事聚變聯合創始人科恩在接受TechCrunch媒體專訪時明確表示。
核聚變技術若應用于船舶動力系統,可賦予船舶與核裂變電站船舶相近的動力性能、續航能力及運行特性,同時能從根源上解決核裂變技術應用中的核心顧慮——無需擔心反應堆熔毀事故發生,不存在核材料擴散風險,且輻射水平極低,安全性顯著提升。當前,全球核聚變行業的研發重心集中于陸基首臺商業化反應堆的設計、建造與調試,多數企業聚焦陸域場景推進技術落地,“我敢肯定,我們是全球范圍內首個系統性、深入性研究托卡馬克裝置船舶搭載技術及應用方案的團隊,”科恩在提及托卡馬克這一當前主流聚變反應堆設計路線時強調,其團隊聚焦的船舶搭載場景在行業內具備開創性。
若核聚變核心技術最終實現成熟落地,達成商業化應用標準,海事聚變率先布局的船舶搭載方向將使其在行業競爭中占據先發優勢,提前搶占海洋核動力能源市場份額。此外,科恩從商業運營與市場競爭角度分析指出,相較于陸基場景,從海洋場景啟動聚變能源商業化落地,或許能降低初期市場推廣難度,提升商業可行性。
從成本層面來看,首代聚變發電廠的建設投入規模較大,核心設備研發、零部件生產、系統集成及調試等各環節均需高額資金支撐,且受技術成熟度、量產規模限制,成本下降周期較長,短期內難以實現成本優化。“從成本競爭力角度分析,陸基聚變發電廠與當前電網中已規模化應用的太陽能、風能等可再生能源發電項目競爭,面臨極大的成本壓力,短期內難以形成性價比優勢,”科恩針對陸基場景的市場競爭態勢作出判斷。
而在海洋能源應用場景中,能源產品的經濟核算邏輯與陸域存在明顯差異。目前,海洋船舶領域主流的替代能源候選品種為氨燃料與氫燃料,二者均被視為替代傳統柴油及重油的核心方向,用于解決船舶化石能源依賴及污染排放問題,但受限于生產技術成本、存儲運輸難度及量產規模,氨燃料與氫燃料的市場價格始終處于較高水平,應用成本居高不下。
“這類高價替代燃料的單位能源成本,與初代聚變能源的單位能源成本處于相近區間,”科恩進一步分析市場競爭格局,“在此類市場環境與成本體系下,我們的聚變能源在海洋船舶能源市場中,能夠形成直接的成本競爭力,具備明確的市場切入優勢。”為進一步完善船舶搭載核聚變反應堆的技術概念設計,細化技術方案,同時啟動首臺反應堆核心零部件的研發與生產工作,海事聚變已順利完成450萬美元的種子輪融資。本輪融資由Trucks風投擔任領投方,Aera風投、校友風險投資機構、保羅·格雷厄姆、Y Combinator及多位行業內天使投資者參與跟投;該公司此前已入選Y Combinator 2025年冬季孵化項目批次,相關融資信息及企業發展動態由該初創公司獨家向TechCrunch媒體披露。
科恩透露,目前海事聚變已啟動高溫超導電纜的組裝工作,所采用的超導帶材均從外部供應商采購,其中核心供應商以日本企業為主,這類供應商在超導帶材生產領域技術成熟,產品穩定性較強。此次組裝的高溫超導電纜,核心用途有兩方面:一是作為托卡馬克裝置強磁體的核心組成部件,為磁體提供超導傳輸功能,而托卡馬克裝置的強磁體是實現等離子體約束的關鍵核心,只有通過磁體形成穩定、高強度的磁場環境,才能滿足聚變反應所需的等離子體狀態;二是在公司推進聚變發電廠整體研發進程中,將部分組裝完成的高溫超導電纜向行業內其他核聚變企業出售,通過產品銷售實現階段性營收,為后續研發工作提供資金支撐,保障項目持續推進。該初創公司已明確首臺聚變發電廠的核心參數規劃,其命名為“殷森”(Yinsen)的首臺機組,設計電能輸出功率約為30兆瓦,可滿足特定規模的用電需求。
科恩指出,在船舶搭載核聚變反應堆的整體研發工作中,多項工程技術挑戰亟待突破,其中難度較高的核心挑戰之一,是設計適配船舶場景的能源收集系統與托卡馬克裝置持續運行支撐系統——能源收集系統需高效捕獲聚變反應產生的能量并轉化為可用電能,支撐系統則需保障托卡馬克裝置在船舶航行的動態環境中,長期穩定運行,滿足持續發電需求。為簡化船舶上搭載設備的復雜度,降低設備集成難度與運行維護壓力,海事聚變規劃將部分非核心輔助工作轉移至岸上完成,其中燃料處理環節已明確納入岸基作業范疇,船舶僅搭載核心發電系統及必要輔助設備。
海事聚變首臺托卡馬克裝置的核心尺寸參數已確定,裝置直徑約為8米,適配船舶搭載的空間布局需求;公司結合當前技術研發進度、設備生產周期及工程建設規劃,預計該裝置將于2032年完成建造、調試并正式投入運行,整個項目從研發到落地的總投入成本約為11億美元,涵蓋技術研發、設備采購、生產制造、系統集成、調試運行及前期市場準備等全流程費用。
為更清晰呈現海事聚變的研發進度與行業定位,以全球核聚變領域的領跑企業聯邦聚變系統公司(CFS)為對比對象:CFS當前正在推進“斯巴達”(Sparc)托卡馬克裝置的建造工作,該裝置尺寸相對更小,直徑略低于5米;截至目前,CFS已累計完成近30億美元的融資,融資規模遠超行業內多數初創企業,其中絕大部分融資資金用于其聚變示范電廠的建設,包括核心設備研發、廠區建設、系統調試等環節,按照項目規劃,該示范電廠預計將于明年完成建設并實現投產運行。
需要明確的是,CFS的“斯巴達”裝置定位為示范項目,其核心研發目標并非向電網輸送電能,而是完成關鍵技術驗證——證明托卡馬克裝置的能量輸出功率能夠超過輸入功率,實現能量凈增益,為后續商業化反應堆研發提供核心技術支撐;CFS真正用于向電網穩定輸送電能的全尺寸商業化反應堆“方舟”(Arc),目前仍處于研發推進階段,按照企業規劃,該反應堆需到21世紀30年代初期才能完成全部研發工作,達到商業化投產條件。
從行業發展進程來看,CFS在技術研發啟動時間、融資規模、技術積累、項目推進進度等方面均具備顯著優勢,相較于包括海事聚變在內的眾多核聚變初創企業,擁有明顯的先發優勢,在行業內占據領先地位,但科恩針對這一行業競爭格局表示,CFS的先發優勢并不會成為海事聚變推進項目的阻礙,二者聚焦的應用場景、研發定位存在差異,具備差異化競爭空間。
“我們的研發核心目標并非耗費數十億美元建造僅能實現能量盈虧平衡的實驗性裝置,這類裝置無法實現向電網或特定用戶輸送電能的核心功能,不具備實際商業價值,”科恩明確公司的研發定位,“我們規劃建造的首臺托卡馬克裝置,是具備完整電能生產、輸出能力的實用型裝置,核心目標是為特定客戶提供穩定的電能供應,直接對接市場需求,實現商業化價值轉化。”
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