摘要:独特的磁惯性约束路线 Helion采用场反转位形(FRC)结合脉冲磁压缩技术,而非主流的托卡马克或激光惯性约束。其第七代装置Polaris通过超导磁体(磁场强度达20特斯拉)和每秒1次的脉冲频率,实现了比前代快100倍的等离子体压缩速度,并直接通过电磁感应回收
美国的Helion Energy之所以对2028年实现核聚变发电目标充满信心,主要基于以下技术、资本和战略优势:
一、Helion的核心技术优势
独特的磁惯性约束路线 Helion采用场反转位形(FRC)结合脉冲磁压缩技术,而非主流的托卡马克或激光惯性约束。其第七代装置Polaris通过超导磁体(磁场强度达20特斯拉)和每秒1次的脉冲频率,实现了比前代快100倍的等离子体压缩速度,并直接通过电磁感应回收电能(效率95%),无需蒸汽循环系统。
燃料选择的革新 以氘-氦3替代传统氘-氚体系,显著减少中子辐射问题,燃料成本仅为传统方案的1/10。尽管氦3地球储量稀缺,但Helion计划通过氘-氘聚变自产氦3。
工程化快速迭代 从第六代装置Trenta(2021年实现1亿℃等离子体)到Polaris的迭代周期仅3年,远快于传统科研机构。其自建Antares工厂实现核心部件(如脉冲电源模块、超导磁体)量产,成本降低60%。
二、资本与商业生态支撑
顶级资本背书 截至2025年累计融资超10亿美元,OpenAI CEO Sam Altman个人注资3.75亿美元,软银愿景基金等机构参与投资,估值达54.25亿美元。
微软协议的战略意义 与微软签订的50MW购电协议(2028年交付)包含违约条款,倒逼技术落地。该电力将用于微软的AI数据中心Stargate项目,目标电价锁定0.03美元/度,较光伏+储能成本低40%。
三、中国企业的技术路线差异
目前中国尚无企业采用与Helion相同的FRC架构,主要聚焦于以下方向:
托卡马克主导路线
国家队:合肥EAST装置(中科院)实现1亿℃等离子体千秒运行,成都HL-3装置探索氚增殖技术。
民企:上海能量奇点(高温超导托卡马克)、翌曦科技(25特斯拉超导磁体)等,目标2035年前建成示范堆。
技术路线选择逻辑
工程可靠性:托卡马克技术经过ITER验证,而FRC的长期稳定性尚未获国际同行认可。中国专家认为,Helion未公开关键数据(如Q值、氦3量产进展),技术透明性不足。
燃料可行性:中国更关注氘-氚体系的工程化(如BEST项目),而Helion的氦3依赖月球开采或实验室合成,当前技术成熟度存疑。
四、中国专家的质疑焦点
科学验证缺失 Helion未在《自然》《科学》等期刊发表论文,关键成果(如净能量增益)缺乏同行评议,被质疑“用PPT替代实验数据”。
工程化挑战
氦3供应链风险:地月运输成本高达1万美元/克,商业化前十年可能无法解决。但Helion 已经提出解决方案。
监管障碍:美国尚未制定聚变电厂安全标准,审批周期或长达5年。
时间表激进性 中国学界普遍认为核聚变商业化需30年以上,而Helion的2028年目标被认为过度乐观。相比之下,中国设定2035年示范堆、2050年商用的渐进路径。
总结
Helion的信心源于硅谷式快速迭代、资本驱动和垂直整合能力,但其技术路线的高风险性与中国稳健的举国体制形成对比。中国在托卡马克领域的持续突破(如EAST千秒运行)和全产业链布局,更注重长期技术积累而非激进商业化。未来技术路线的竞争,本质上是“资本驱动的敏捷创新”与“国家主导的系统工程”两种模式的较量。
来源:Bill黄晓庆