英国聚变能行业迈向工业化部署新阶段
摘要
英国聚变能行业正从实验室阶段迈向工业化部署,全球私人投资已达100亿至150亿美元。聚变不仅是燃料替代,更是能源架构的系统性变革,可服务于数据中心、海事等全天候供电场景。英国STEP项目持续推进,监管框架将聚变视为与化工厂相当的工业风险,为投资者提供确定性。行业当前重点从基础研究转向扩大制造规模和制度框架建设。

在伦敦举行的NextGen核能峰会上,与会发言人表示,在日益增长的私人投资、持续政府支持以及旨在支持部署的监管框架演变的推动下,英国聚变能行业正经历从实验室开发到工业规模交付的决定性转型。
本月早些时候,总部位于华盛顿特区的聚变工业协会英国主任Tristram Denton在会议的聚变能专题讨论开场时指出,过去七八年间,全球私人对聚变能的投资已达100亿至150亿美元,全球公共资金也超过50亿美元。
他将这一发展轨迹描述为“一波非常强劲的浪潮”,并补充说“我们正走向对聚变能做出真正重大承诺的道路”。Denton还强调英国按比例计算是领先的公共投资者,指出按GDP占比计算,英国目前在聚变方面的支出超过任何其他国家。
他指出政府3月发布的最新战略是一个关键里程碑,称其“有力回应了行业一直以来的诉求”,包括为大规模政府项目提供更清晰的路径,以及旨在促进私营部门开发和供应链增长的框架。
**工业应用与新系统概念**
在6月11日举行的会议上,以色列nT-Tao公司首席执行官兼联合创始人Oded Gour-Lavie从私营部门的角度指出,聚变能已越来越多地不仅被视为一种燃料替代技术,而且被看作能源架构的系统性变革。他描述了数据中心、海事运营和水处理等对全天候持续供电至关重要的行业日益增长的需求。他说:“一个小型紧凑的系统可以提供帮助”,将聚变定位为去中心化、高韧性能源基础设施的潜在推动者,而不仅仅是电网规模的替代方案。
Gour-Lavie还强调了可制造性和规模的重要性,指出行业的目标必须是“大规模生产并尽快将其推向市场”。他提到,一些司法管辖区正在对聚变和裂变技术做出监管区分,这可能为聚变部署开辟更快的途径,同时他强调,由于相对于传统核系统的扩散关切较低,国际合作尤为重要。
**英国技术开发与STEP项目进展**
在英国技术方面,Tokamak Energy创始人兼高级顾问David Kingham概述了高温超导磁体系统和紧凑型球形托卡马克开发的进展。
Kingham表示,公司成立于2009年,已融资约3.5亿美元,拥有300多名员工,其ST40装置达到了1亿摄氏度的等离子体离子温度——这一基准被广泛认为与商业聚变条件相关。该系统目前正作为下一代技术(包括先进微波加热系统)的实验台。
他还确认了Tokamak Energy在英国政府STEP项目中的角色,包括一份价值7000万英镑(9400万美元)的合同,负责在2029年前开发磁体系统。
2022年10月,位于英格兰Nottinghamshire的West Burton燃煤电站厂址被选中,用于承载英国能源生产球形托卡马克(STEP)项目。该示范电站预计耗资约200亿英镑,计划在2040年前投入运营。STEP的技术目标是:实现超过100 MW的可预测净发电量;创新以开发聚变能在电力生产之外的用途;确保氚自给自足;在适当的聚变条件下鉴定材料和部件;并开发一条实现可负担的全寿期成本的可行路径。除STEP聚变设施外,还计划建设一个技能中心和一个商业园区。
**工程、供应链与国家工业战略**
从工程和基础设施角度,核工程公司Nuvia的新建与聚变总监Peter Roberts表示,聚变正从理论示范迈入“早期交付”阶段,真实项目、基础设施规划和工业基础正在成形。
他强调,聚变开发需要一个涵盖先进制造、数字工程、建筑和材料科学的广泛工业生态系统。Roberts还强调了供应链发展的重要性,指出STEP等英国项目已在发挥催化剂作用,推动工业能力增长和区域投资。
然而他提醒,重大技术和组织挑战依然存在,特别是在持续发电、系统集成和长期运行可靠性方面。他说:“领先地位并非注定”,强调需要持续的政策支持以及政府和工业界的协同行动。
**监管与投资者信心**
监管准备也被强调为促进投资的关键因素。Tokamak Energy的Kingham指出,英国已将聚变置于环境署和健康与安全执行局的监管之下,此前一份结构化风险评估的结论认为聚变设施的危险程度与化工厂及炼油厂等成熟工业场所相当。
发言者认为,这一做法为投资者提供了更大的确定性,有助于英国巩固其作为聚变开发有利司法管辖区的定位。
**展望:从研究到部署**
Denton在闭幕词中强调,随着行业为工业规模化做准备,需要在行业、政府、保险公司和监管机构之间进行全系统协调。
他表示,当前工作的重点已不在第一性原理研究上,而更多聚焦于“扩大制造规模、扩大交付能力”,以及建立部署所需的制度框架。
虽然聚变仍是一项长期事业,但发言者普遍认同,日益增长的资金流入、日益成熟的技术项目(如STEP)以及结构化的监管环境的结合,标志着行业正迈向被多人称为“部署前阶段”的转变。
