和碩科技董事長童子賢最近,在台灣企業領袖關鍵趨勢論壇上預言「得核融合者得天下」,在國內業界掀起了一陣巨浪。事實上,早在2015年11月,《時代雜誌》的封面就已經宣告核融合為潔淨能源的聖杯。儘管核融合反應爐的研究發展起源於1950年代,但一直受制於克服兩個帶正電原子核之間的庫倫排斥力(Coulomb Barrier),未能實現大於1的能量增益比(輸出能量大於輸入能量)。

近年來,由於淨零碳排能源的緊迫需求,政府及民間企業紛紛加速投入核融合技術的研發,使得其突破速度驚人。各國政府積極制定政策並撥款支持研究機構和企業,民間企業和億萬富翁們也出於商業利益、社會責任以及對地球和人類永續發展的承擔,紛紛投入其中。例如,美國核能管理委員會(NRC)已決定通過不同於核分裂的監管方式來監管核融合技術,並通過相關法案撥款近10億美元用於資助全國各地的商業核融合能源開發;歐盟預計在2021年到2027年期間投入56億歐元在國際熱融合實驗反應爐(ITER)中;在亞洲,日本政府提出核融合能源新創策略,包括創建核融合工業委員會、投資私人企業研究等。

■核融合潔淨能源商轉已現曙光

眼下,科學界對核融合技術的關注主要聚焦於兩種主要類型:磁性約束和慣性約束。磁性約束技術利用近億度高溫下的超強磁場來約束電漿,其中,最具代表性的是位於法國的國際熱核融合實驗室(ITER)的托卡馬克反應爐。然而,這項技術面臨著諸如材料、長期電漿穩定性以及核反應產生的輻射中子對爐壁的影響等問題,因此其商業應用前景尚不明朗。另一方面,慣性約束技術則通過向靶材輸入雷射能量來實現核融合。最著名的代表是美國勞倫斯利佛摩國家實驗室的反應爐,雖然它能夠產生核融合能量大於輸入雷射能量,但要克服雷射槍的效率問題仍然是一大挑戰。這些問題大致上解釋為何社會普遍認為核融合商業化時程尚難以預測。

■「得核融合者得天下」

吸引科技富豪競相投資

核融合產業協會(FIA)的報告指示,近年來核融合技術的進步和清潔能源生產的潛力引發大量投資,使核融合能源成為主流投資機會。新創企業如TAE Technologies、General Fusion、Commonwealth Fusion Systems、Helion Energy等公司吸引近30億美元的資金,其中Commonwealth Fusion Systems的18億美元B輪融資和Helion Energy的5億美元E輪融資最顯著。這些投資者包括亞馬遜創辦人傑夫·貝佐斯、微軟創辦人比爾蓋茲、Salesforce創辦人馬克·貝尼奧夫,以及OpenAI執行長薩姆·奧爾特曼等科技界領袖。

除了傳統技術,近年來出現一些新創公司,採用非傳統技術以達成商業化目的。例如:General Fusion與英國原子能管理局合作建立核融合示範工廠,預計2025年啟用;Helion Energy與微軟合作,將於2028年向微軟提供第一個核融合電廠的電力。這些新技術設計更為簡單,能量損失更小,有望在本世紀提供商用的小型反應爐。另外,其它私人核融合公司的研究也給予核融合技術新的可能性。根據核融合產業協會(FIA)的調查,有許多公司相信在2030年代至2040年代間,核融合發電將成功商業化,這也帶給核融合技術的未來有更多的期待。

目前在我國,唯有「聚界潔能公司」致力於核融合技術的研發和應用開發,該公司是NBC節目中提及的一家位於舊金山從事非傳統核融合技術開發的公司AlphaRing在台灣的子公司。國發基金與科技部合作推動的矽谷計劃,透過中經合八號創投基金投資AlphaRing,目的是引進新興科技到國內。基於這樣的合作關係,AlphaRing就在台灣成立聚界公司作為其全球技術移轉及商業平台的據點。目前致力於將美國研發的技術,特別是實驗室所展示具有正能量增益比的反應爐,發展成工程化的系統,進而在台灣尋找產業合作夥伴,共同開發商業應用系統。

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