淨零需要融合。 投資者應該問領先者什麼？

聚變能源的緊迫性怎麼強調都不為過。 27 月 XNUMX 日，聯合國 警告 “沒有可靠的途徑達到 1.5°C”，目前的政策指出，到 2.8 年將出現災難性的 2100°C 變暖。聚變可能是唯一可以提供無限基本負荷電力和足夠原料的零碳能源使難以減排的工業脫碳所需的所有清潔氫。 這可能是到 2050 年實現淨零排放的唯一可行途徑。

然而，融合存在一個問題。 沒有實驗室或公司產生的能量超過了他們投入聚變反應的能量，更不用說開發出可以在商業環境中工作的系統了。 可以理解的是，投資者想知道聚變的真正位置以及哪些項目可以利用這個價值數万億美元的機會在地球上複製太陽的能量。

作為一名長期的聚變投資者，我想討論為什麼聚變很重要，這個行業已經取得的進展以及精明的投資者應該向聚變公司提出的問題。

為什麼融合很重要

目前，除了聚變之外，沒有任何能源技術顯示出替代化石燃料的潛力。 似乎沒有其他東西能夠滿足世界對能源和為空調、海水淡化廠、電動汽車、綠色氫氣生產等提供動力的需求，其規模達到我們在更熱、更乾燥的星球上進行能源轉型和生活所需的規模。

我們當然需要擴大風能和太陽能的規模，但它們對土地、天氣和儲能的要求意味著它們無法實現全面的能源轉型。 核裂變工廠對淨零也很重要，但核廢料、事故和武器化的風險限制了它們的使用。

至於氫氣，Bloomberg NEF 創始人 Michael Liebreich 最近圖解 僅用綠色氫代替我們在化肥、化學品和煉油生產中使用的骯髒氫，目前就需要全球太陽能和風能裝機容量的 143%。 一個令人生畏的聲明。 它不會留下可用於其他任何東西的綠色氫：不能用於鋼鐵和鋁的生產，不能用於平衡電力網絡或二氧化碳₂ 捕獲和儲存，不適用於海運和鐵路運輸。 如果沒有聚變，根本就沒有足夠的綠色氫原料。

業內人士認為，到 2050 年，聚變工廠可提供全球 18% 至 44% 的能源。 因此，Fusion 代表了我們這個時代最巨大的投資機會之一。 一旦商業化運作，聚變將取代大部分化石燃料工業。

融合領跑者

融合工業協會 報告 迄今為止，私營核聚變公司已籌集了超過 4.8 億美元的資金，去年該行業的總資金增加了一倍多。 一些領先者已經取得瞭如此大的技術進步，可以相信他們將在 2030 年代將商業融合推向市場。 這份名單包括 General Fusion（我是其中的投資者）、Commonwealth Fusion Systems、Helion、TAE Technologies、Zap Energy、General Atomics 和 First Light。

這些聚變公司中的每一個都打算在本世紀下半葉開設一個示範工廠。 這些將證明他們的技術是否可以大規模工作並產生淨電力。

通配符是中國，它正在研究自己的融合技術。 出於顯而易見的原因，西方政府寧願在這項關鍵技術上不依賴中國。 在法國南部還有國際公共資助的核聚變項目 ITER， 希望 到 2045 年提供聚變動力。

投資者向融合公司提出的問題

挑戰不僅在於產生淨電力，而且以商業上可行的方式來實現。 將氫原子融合在一起形成更重的原子核並釋放能量需要巨大的壓力和熱量。 在太陽中，重力提供了足夠的力來實現反應。 在地球上，聚變機器必須達到 100 億攝氏度以上的溫度才能複制這些條件。 這很難維持，而且對設備來說也很困難。

領先者要么已經解決，要么正在努力克服地球融合的剩餘障礙。 感興趣的投資者想知道支持哪個融合項目，應該問以下問題：

1.機器有多耐用？ 聚變反應中產生的中子撞擊反應堆的金屬壁， 造成 起泡、化學腐蝕和雜質，最終導致機器無法運行。 這被稱為“第一堵牆問題”。 一種解決方案是使用液態金屬壁，它圍繞著聚變反應並保護機器。 另一種方法是引入產生較少中子的燃料。 其中包括質子硼燃料，它需要更高的溫度才能產生聚變，以及氘氦3，它不會在地球上自然產生。

2. 燃料有多少？ 兩種氫同位素氘和氚的混合物為大多數聚變反應提供燃料。 氘很容易從海水中提取。 另一方面，氚必須被製造出來。 一些反對者有 警告 “核聚變已經面臨燃料危機”。 它不是。 領先者通過將氚生產整合到聚變反應中解決了這個問題。 一種方法是使用液態金屬（鉛-鋰）壁，直接接觸聚變等離子體並為聚變機產生氚燃料。 在反應堆外繁殖氚的鋰基方法也在開發中。

3. 能量轉換效率如何？ 在某些機器中，液態金屬壁通過與聚變反應直接接觸來吸收熱量。 液態金屬通過熱交換器，產生蒸汽，驅動渦輪機並發電——就像大多數傳統發電廠一樣。 另一種有前途的方法是直接從聚變反應中產生的電磁場中捕獲電力。

4. 哪些額外的系統複雜性會妨礙及時推出？ 一些聚變公司的目標是在其係統外圍使用經過驗證的技術，而另一些公司則指望在先進的激光器、材料和超導體方面取得突破。 這些在同行評審期刊上的一些引人入勝的論文中進行了討論，這就是問題所在。 他們很有希望，但未經證實。 回想一下，當特斯拉推出第一輛汽車時，幾乎所有技術都得到了驗證。 融合投資者需要區分理論系統和那些使用在現實條件下測試過的關鍵部分的系統。

5. 示範工廠和商業化戰略在哪裡？ 頂級競爭者已經在實驗室中實現了融合，並在測試台上證明了他們的核心技術和單個組件。 現在，他們需要證明整個系統可以在示範工廠中大規模運行——因此，資本密集度。 領先的核聚變企業開始擴大其核聚變實驗室專家和博士的核心團隊，並配備一個知道如何建造動力裝置的工程團隊。 這種從實驗室到實際應用的轉變絕非易事。 我們甚至開始看到聚變公司僱用業務開發人員並推銷第一家商業工廠的權利。

6. 尺寸是多少？ 領先的聚變公司正在開發規模從 50 兆瓦 (MW) 到 500 兆瓦的電廠。 機器尺寸至關重要，因為它會影響前期投資成本。 較小的模塊化機器將使各個公用事業公司更容易為商業工廠做出投資決策。 尺寸也會影響聚變裝置是否可用於海運和其他低能耗應用。

7. 最後但同樣重要的是，每 MWh（兆瓦時）的預測成本是多少？ 聚變公司直接與在全球範圍內提供基荷能源的燃煤和燃氣電廠競爭。 因此，根據諮詢公司 Lazard 的說法，能源平準化成本 (LCOE) 需要與煤炭具有競爭力， 範圍 從最髒的 65 美元/MWh 到集成 152% 碳捕獲的 90 美元/MWh。 使用昂貴的高功率激光器或由稀有材料製成的超導磁體的聚變機器可能會難以應對這種 LCOE。 當然，這些組件的成本會及時下降。 使用機械壓縮（類似於柴油發動機中的活塞）或動力加速器（基本上是氣動槍）的聚變機器可能在未來幾十年內具有成本優勢。

是時候面對現實了

雖然這些剩餘的挑戰似乎是可以克服的，但 題 多年前我問遺骸：誰有膽量資助示範工廠並將聚變推向市場？

現在搬家的投資者有機會獲得豐厚的回報。 上述一些聚變公司的價格仍然適中。 當然，一些投資者可能會因聚變對其現有能源組合的潛在影響而苦惱，特別是如果這些組合包括化石燃料、風能和太陽能。

我說是時候最終面對音樂了。 鑑於氣候變化的威脅和對能源的不斷增長的需求，聚變對於到 2050 年實現淨零排放至關重要。沒有其他技術可以與化石燃料競爭，在二氧化碳排放量方面做出更大的貢獻₂ 排放或採取更多措施 消除對敵對政權的能源依賴，就像普京的俄羅斯。 Fusion 是遊戲規則的改變者，它可以使能源真正本地化、安全和豐富。 它預示著從集中的、專制的能源行業向地方化的、民主的能源供應轉變。

融合不再是 20 年後的事了。 一旦第一個聚變工廠以合理的成本投入商業運營，轉換可能會很快。 請記住，開發汽車背後的技術需要幾個世紀的時間，但在倫敦和紐約市只用了大約十年的時間就可以取代馬匹。 只要有更好、更便宜的創新，它就不可避免地獲勝。

殘酷的事實是，如果沒有能源方面的重大變革，本世紀的氣溫將超過 1.5°C。 讓我們希望聚變的商業化比溫度更快。