美国聚变能公司首申接入电网，2030年代初拟建商业聚变电站

一家总部位于美国的聚变能公司已成为首家申请加入主要电网运营商的此类企业。总部位于马萨诸塞州的Commonwealth Fusion Systems（CFS）于4月28日表示，已提交申请将其ARC核电站接入PJM互联电网，这是美国最大的批发电市场。

CFS周二表示，此次申请标志着聚变电站开发商首次请求与电网运营商建立互联。PJM为13个州和哥伦比亚特区的超过6500万用户提供服务。自2018年成立以来已筹集近30亿美元资金的CFS表示，公司正按计划在2030年代初期实现聚变能并网发电。该电力将来自公司计划在Virginia州Chesterfield县建设的400兆瓦Fall Line聚变电站（图1和图2）。

CFS联合创始人兼首席执行官Bob Mumgaard表示：“我们致力于提供聚变效益并实现未来能源丰富且安全，这不仅意味着我们要证明聚变物理可行——我们还要通过与电网和公用事业公司合作，准确展示聚变电站的电力如何从我们的设备传输到用户。通过成为首家进入主要电网运营商互联队列的聚变能开发商，我们展示了当您认真计划在2030年代初期建设核电站时，现在就要采取行动。这就是执行力。”

[图片说明：Commonwealth Fusion Systems（CFS）计划在2030年代初期开始运营Fall Line聚变电站，这里是该公司首个ARC聚变电站所在地。此图显示了Virginia州Chesterfield县该设施的地面视角。来源：Commonwealth Fusion Systems]

[图片说明：这是计划中的Fall Line聚变电站的鸟瞰图。聚变能是太阳的物理能源过程。来源：Commonwealth Fusion Systems]

CFS周二表示，该核电站的名称（今天也宣布）——此前仅简称为ARC（代表affordable, robust, compact，即经济的、稳健的、紧凑的）——指的是Virginia州抬升的Piedmont地区下降到Tidewater沿海平原的地质边界。该位置在James河上形成了急流。CFS表示，历史上这里曾是“Virginia人建造磨坊以利用落水动力的地方……今天，CFS将利用不同的能源：清洁、安全、可靠的聚变能。”

Virginia官员于2024年底宣布了核电站的地点，表示将在Chesterfield县James河工业园区占地100英亩的土地上建设（图3）。

[图片说明：这张航拍照片显示了Commonwealth Fusion Systems将在Virginia州Chesterfield县建设Fall Line聚变电站的地点。CFS计划在此地开始运营其首个ARC聚变电站，目标是在2030年代初期实现并网发电。来源：Commonwealth Fusion Systems]

CFS表示，作为申请提交程序的一部分，公司将通过PJM“细致的压力测试流程，证明其能够可靠地帮助满足该地区激增的能源需求”。该公司表示，该核电站被视为满足该地区人工智能驱动数据中心日益增长的能源需求的资源，这是Virginia州所谓的“数据中心走廊”的一部分。该地区以数据中心集中而闻名，能源分析师表示该地区是美国预测电力负荷增长最高的地区。CFS表示，通过现在进入PJM队列，公司将“确保在核电站建设完成后能够接入电网。”

对核电站时间表充满信心

CFS首席商务官Rick Needham告诉POWER，公司对其商业核电站的时间表充满信心。“基于自成立以来稳定的执行记录，我们非常有信心。我们一次又一次地实现了长期里程碑，如确保高温超导（HTS）带材供应、交付首个原型磁体、建设工厂，以及接收长周期设备，如SPARC的大型部件以及先进的电力、加热和冷却系统。”

Needham补充道：“而且重大里程碑相互支撑。当我们首次展示能够制造超强HTS磁体时，这是一个重大疑问；然后我们继续建设SPARC核电站，展示这些磁体如何制造高性能聚变装置；然后我们将基于SPARC的证明建造首个电网规模的聚变电站。

“每一个里程碑都为下一个关键里程碑打开了大门，”Needham说。“这些里程碑对于我们投资者和所有其他利益相关方而言，都是通往商业聚变电力道路上的重要证明点。因此，当我们接近完成SPARC并投入运行时，我们现在也将重点转向商业化，设计和开发我们的首个ARC核电站。”

Mumgaard（2020年POWER采访对象，也是当年POWER播客的嘉宾）最近被特朗普总统任命为总统科技顾问委员会的首批成员之一。他在最近接受路透社采访时表示，他的公司打算建造多个聚变机组，并补充说“目标是从Virginia州的一个开始，如果资本可用，市场合适，之后不久就开始下一个。这样您就能获得学习率，可以从一个到下一个不断学习，最终达到您感觉已经真正理清技术的阶段。技术被证明可行，供应链到位，设计精炼到您希望并行建造它们的程度，那将是一个更大的规模化阶段。”

Needham说：“我们在推进ARC聚变电站商业化努力的同时，并行开展SPARC聚变示范机的工作。我们已经选择了地点，使Dominion Energy成为公用事业合作伙伴，并签署了Google和意大利能源公司Eni作为客户。最后……我们建立了一支世界级团队，具备所有必要功能的专业知识，不仅能理解聚变，而且能实际交付。

“这是一个在交付SPARC（世界上最重要的建设工程之一）的同时，建造并运营着世界上最先进的HTS磁体制造设施，并与所有利益相关方、合作伙伴和客户接洽，在重要时间范围内交付聚变能的团队，”Needham说。