獲比爾蓋茲、貝佐斯支持!為什麼這家新創公司專攻「核融合」?

撰文: 徐宇儂     分類:創新商模     圖檔來源:shutterstock 日期:2021-02-22

福島 311 核災即將步入 10 週年,當地卻仍在重建之路,根據日本官方近期報告,核電廠反應爐附近至今仍殘留的大量的輻射汙染,人員靠近數小時內就會死亡。

 

反核聲浪、採用綠能的趨勢正席捲全球之際,為何一向注重環保、氣候變遷議題的微軟公司創辦人比爾蓋茲,竟會決定繼續支持核電,而且把大筆資金投入了一間專做「核融合」的新創公司?

 

核電將不再危險,關鍵在「核融合」乾淨發電法

 

傳統的核電廠運轉時,都是以「核分裂」反應進行發電,會產生具有放射性的分裂產物,經長時間累積,反應器內的放射性強度高達幾百億居里。

 

相比之下, 採用「核融合」的創新發電方式,可以用更安全、低成本的方式,幫助克服全球脫碳的嚴峻挑戰,甚至未來能夠建置在人口密集的大都會附近 。

 

這也是為何比爾蓋茲、貝佐斯願意贊成新型的核電技術研發,投資這一家專門以核融合製造乾淨能源的美國新創公司 — Commonwealth Fusion Systems(CFS) 。

 

據 Newtalk 報導,比爾蓋茲近期在線上圓桌論壇談到,為了實現 2050 年全球零碳排的目標,市場必須得補足太陽能、風電等再生能源的不穩定性和價格,核能是個很好的替代方案,而透過最新的核反應爐技術,其實可達到一定的安全性。

 

風能、太陽能發電有限,核融合卻取之不盡

 

成立於 2018 年,CFS 是 由美國麻省理工學院(MIT)實驗室 spin off 出來的新創團隊,目標正是把「核融合」這項關鍵技術給商業化,產生安全且取之不盡的「乾淨能源」來源 ,與目前全球努力實現《巴黎協定》、減緩氣候變化的重要目標一致,公司已獲貝佐斯和比爾蓋茲的能源投資基金 Breakthrough Energy 投資。

 

CFS 執行長 Bob Mumgaard 有信心的表示,核融合發電的作法,一旦證明其技術的可行性、可規模化之後,會成為在全球能源市場中有立足之地的競爭者,進而幫助全球對抗氣候危機。

 

Mumgaard 聲稱,儘管風能、太陽能和長效儲能的出現,可以使人類在應對氣候方面走得很遠,卻沒辦法一路走到最後。畢竟風能、太陽能等受到大自然資源的根本限制,可供使用的時段是週期性的,不一定能全年供應,並非那麼取之不盡、用之不竭 。而核融合擁有很多能夠填補所有這些不足的特性,能夠提供無限的資源,符合當前一些大城市如東京的重大脫碳目標,或是幫助一些耗能產業如鋼鐵業往低碳轉型。

 

核融合發電的現況及 2 大瓶頸:淨能量、電漿

 

核融合提供的電力和熱能,可以滿足各種能源需求,包括:為房屋供電、給電池充電、製造乾淨燃料、驅動化學過程,或其他工業用途。


 

根據 CFS ,由於氫的同位素是核融合的主要燃料,正確的技術發展有一天將可以使一杯水(即 H2O)產生足夠的融合反應,進而產生多達一個人一生所需消耗的能量程度。

 

據美國核融合協會 Fusion Industry Association 的執行董事所述, 核融合的產生電力將直接適應現有的電網,因此電網無需進行重大升級 。理想情況下,核融合能源一旦規模化,其成本最終將可與當前的電力成本相媲美。

 

但另一方面, 核融合一直面臨一個難纏的問題:利用目前的技術,核融合會吞噬其創造的所有能量來維持反應,而缺乏「淨能量」為其他設備提供動力 。

 

穩定核融合反應爐內的電漿,也是一個門檻 ,電漿是一種極為脆弱的物質狀態,如果中斷,則融合反應則會停止。因此,過去科學家開發了一種環磁機(tokamak,又稱托克馬克),利用磁場將電漿安全地容納在容器中。



環磁機(圖片來源:維基百科)

 

攜手 MIT,打造首個「淨能量增加」的核融合反應爐

 

為了穩定電漿狀態,CFS 的一大部分研究也集中在改進環磁機,製造出效果更好的磁鐵。更強的磁鐵,意味著電漿的絕緣性更好、被加熱的效率更高,產生的能量也就越多,最終產生淨能量(net energy)。CFS 的機器運作時,溫度將落在 1 億攝氏度左右。

 

CFS 與美國麻省理工學院(MIT)正在攜手進行一個名為 SPARC 的項目,希望在  2025 年以前成為第一個達到「淨能量增加」(net energy gain)的核融合反應爐 ,使產生的能量多於消耗的能量,熱能將水變為蒸汽,即可推動汽輪發電機組發電。

 

這項技術一旦實現,Mumgaard 說:「我們將會擁有一個熱力系統 – 電力密集、零排放、可調度、具低邊際成本的熱能 」,這個創新的熱能系統可以配置在 200 MW 的可規模化模組中,能像現有的火力發電廠一樣運作,最大的不同就是沒有了「碳」。「這是一種前沿的能源技術,而目前市場上,確實沒有一個好的解決方案。」

 

核電技術全新翻轉,獲比爾蓋茲、貝佐斯、馬雲支持

 

截至目前為止,CFS 已募到超過 2.15 億美元的資金,其最新一輪融資是在去年 5 月宣布的,其中的 投資者 Breakthrough Energy Ventures 是由比爾蓋茲、貝佐斯、馬雲、彭博創辦人 Michael Bloomberg、英國維珍集團董事長 Richard Branson 等人所投資的基金 ,MIT 相關的風投公司 The Engine 也參與了投資。

 

CFS 表示,其商業模式主要會來自於為客戶設計、建造核融合電廠,據該公司所稱,預計將在十年內開始為公司帶來收入。目前的融資金額將使該公司的 runway 持續到 2021 年,因此目前正在尋求更多資金。

 

本文獲《科技報橘》授權轉載,原文:一間專攻「核融合」發電的新創,即將為世界提供核電新解方