10月30日,美国时代周刊(TIME)发表评论文章《Why the AI Industry Is Betting on a Fusion Energy Breakthrough》,主要阐述了AI与核聚变“双向奔赴、互相赋能”的现实表现,即人工智能行业因其巨大的能源需求,正积极投资并推动核聚变技术研发,以期实现能源突破从而支撑AI未来发展的核心内容。以下是对原文内容。
2014年初,Sam Altman夹着核聚变教科书踏进Helion Energy位于华盛顿州雷德蒙德(Redmond)的小型办公室时,这家公司还专注于早期装置研发。首席执行官David Kirtley回忆,几天后当Altman离开时,他已说服这家聚变能源初创公司规划了一条更激进的商业化道路。次年,Altman创立OpenAI,同时向Helion Energy投入950万美元并出任董事长。2021年,他再度追加3.75亿美元投资,使这笔投资成为其数十亿美元资产组合中规模最大的个人押注之一。
核聚变曾长期是政府主导的科研事业,如今已演变为私人资本的竞技场——其中大量资金正来自那些既在构建高能耗AI系统、又致力于实现通用人工智能(AGI)的同一批人。
根据欧盟机构“Fusion for Energy”的报告,截至2025年9月,聚变能源行业融资总额从2020年的17亿美元猛增至当前的150亿美元。除公开表示AI未来取决于能源突破的Sam Altman外,Helion Energy的投资方还包括OpenAI的金主之一的SoftBank,以及Facebook联合创始人、Anthropic早期支持者Dustin Moskovitz。英伟达(Nvidia)则押注了Helion Energy的竞争对手Commonwealth Fusion Systems(CFS),Google不仅投资CFS,还注资了另一家参与者TAE Technologies。橡树岭国家实验室(ORNL)聚变能源部门主任Troy Carter指出:“AI是重要驱动力,其数据中心的能源需求正在引爆投资热潮。”
近期工程技术的突破,加上资本对颠覆性技术的前所未有的追逐,使得多家公司敢于承诺在数年而非数十年内实现电网供电。虽然技术可行性尚待验证,但若聚变发电成为现实,将提供无碳电力,既无需忍受风光电力的季节性波动,也不会产生核裂变的长效放射性废物——这场变革不仅将降低用电成本,更将重塑文明发展的可能性边界。
与现行核电站通过重原子分裂产生能量相反,聚变反应通过轻原子聚合释放能量——这正是太阳的能量来源。在恒星核心,该反应发生于超高温电离气体“等离子体”中。而在地球上复现这一过程,堪称工程学领域的终极挑战。
数十年来,尽管科学家能成功引发聚变反应,但其产出能量始终低于加热等离子体所需能量,即未能突破“科学能量净增益”关卡。直至2022年,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员改写了历史:他们用巨型激光瞬间压缩微型燃料球,首次实现能量净增益的聚变反应。目前尚未有私营企业达成此里程碑。
即便达成该目标,要实现电网供电仍需跨越更高门槛:不仅要产生高于加热等离子体的能量,更要满足整个发电系统的能耗需求,即实现“工程能量净增益”。在竞相突破该关卡的企业中,Helion Energy制定了最激进的时间表。公司预计其商用机组将于2028年在华盛顿州马拉加投运——该场地已于今年7月破土动工。Helion Energy已与微软签署50兆瓦聚变电力采购协议,若未能按期交付将面临巨额财务惩罚。
与主流聚变技术通过沸水驱动涡轮机发电不同,Helion Energy的创新方案在于:以每小时百万英里速度对撞两个等离子体环。碰撞触发的聚变反应将扰动磁场,直接诱导电流生成。David Kirtley透露,当前装置能回收约96%的输入能量——类似于电动汽车利用再生制动充电的原理。这意味着他们已无限接近能量收支平衡点。其第七代原型机Polaris原定于2024年验证工程能量净增益,并于年末成功首次点火。但David Kirtley拒绝透露实验结果。
他还将“加速规模化扩张”的战略归功于Sam Altman的推动。他的愿景不仅是建成首座聚变电站:“我们的目标是实现每日量产一台发电机,让聚变系统遍布全球。并且要以最快速度实现。”
橡树岭实验室(ORNL)的Troy Carter指出,这种敢为人先的思维确实加速了聚变能源的到来。2020年他牵头撰写的美国能源部报告预计,聚变示范电站需至2040年代初方能建成,但现在他相信这一目标有望提前到2030年代中期。除资本支持外,AI也成为科研突破的加速器。
MIT等离子体科学与聚变中心主任Nuno Loureiro表示:“AI技术的出现,让等离子体领域诸多棘手难题迎刃而解。”
即便Helion Energy的计划延迟数年,仍有望创下多项世界纪录。而若其方案未达预期,后继者早已严阵以待。
加州初创企业Pacific Fusion宣称,其采用劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)技术路线的装置可实现工程能量净增益。这家于2024年公开亮相的企业,已获得包括前Google首席执行官Eric Schmidt与Microsoft AI首席执行官Mustafa Suleyman在内的投资者注资9亿美元。
2018年从MIT剥离的CFS作为资金最雄厚的聚变初创企业,正探索另一条路径:构建能约束超高温等离子体的“磁约束装置”。CFS正在建设的中试装置(SPARC)预计2027年实现科学能量净增益,但其野心不止于此——已同步启动商用电站(ARC)建设,计划2030年代初向电网送电。Google已预购200兆瓦电力。“获得科技巨头的支持至关重要,”CFS联合创始人兼首席科学官Brandon Sorbom强调,“这向超导磁体等关键部件供应商表明,我们从事的不是昙花一现的科学实验。”(Commonwealth Fusion Systems的投资方包括《时代》杂志联席主席及所有者Marc Benioff)
与此同时,新西兰初创公司OpenStar Technologies以区区1000万美元启动资金,在2024年末成功生成等离子体,随后再获1400万美元融资。其原型机独创“外翻式”磁约束设计,将超强磁体置于反应堆核心,使等离子体环绕约束。
尽管对群雄逐鹿的局面持乐观态度,Troy Carter仍发出警示:任何知名企业的失败都可能引发资本退潮,重创行业公信力。
“我们必须警惕过度炒作,避免某家明星企业的溃败波及其他项目的正常推进。”
他坦言。
对Google与Microsoft而言,聚变能源的到来刻不容缓。这两家科技巨头在全力建设AI数据中心的同时,还分别设定了2030年实现碳负排放与净零排放的目标。AI数据中心需要24小时不间断供电,在没有储能技术突破的前提下,不稳定的风光电力难以保障供电可靠性。更严峻的是,美国发电量自2010年被中国反超后增长停滞,而计算需求却呈指数级攀升。Altman与Nvidia掌门人Jensen Huang(黄仁勋)已多次公开强调,能源已成为最关键的发展瓶颈。
聚变能源的意义远不止为数据中心供电。它可实现能源就地生产,摆脱风光资源的地域限制。当能源取之不尽时,全球经济格局与地缘政治法则都将被彻底改写。
“人类历史上多数战争本质是能源争夺战,”Carter直言,“若能源不再成为争夺目标,世界格局将发生颠覆性变革。”
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