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借鑒登月計(jì)劃和發(fā)射成功的經(jīng)驗(yàn)

為什么核聚變需要企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)

西蒙·伍德魯夫是美國伍德魯夫科學(xué)公司的創(chuàng)始人和總裁,該公司根據(jù)與私營和公共機(jī)構(gòu)的合同,研究和開發(fā)聚變技術(shù),以加速經(jīng)濟(jì)聚變能源的發(fā)展。伍德魯夫活躍在核聚變界,每年為本科生舉辦一次科學(xué)計(jì)算訓(xùn)練營,組織了聚變能科學(xué)國家講習(xí)班,目前是國際原子能機(jī)構(gòu)關(guān)于緊湊型聚變中子源和私營聚變發(fā)展的兩項(xiàng)倡議的參與者。

私營核聚變發(fā)展的基本前提是,有許多商業(yè)化途徑,企業(yè)家可以補(bǔ)充政府的計(jì)劃。我們只需看看航天發(fā)射行業(yè)就能說明這一點(diǎn)。由美國政府實(shí)施的一系列巧妙的公私合作計(jì)劃使航天發(fā)射的成本得到了全面節(jié)省。太空探索技術(shù)公司(SpaceX)、藍(lán)色起源(Blue Origin)和其他公司已展示如何做到這一點(diǎn)。

私營“核聚變初創(chuàng)者”也有類似的想法,他們會問:我們怎樣才能讓東西更便宜?我們?nèi)绾卫貌牧?、技術(shù)和人工智能的最新創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)可行性?我們?nèi)绾谓档涂傎Y本成本和電力成本,使核聚變系統(tǒng)能夠與聯(lián)合循環(huán)天然氣競爭?

自從1999年我在勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室做博士后以來,我一直在密切關(guān)注私營核聚變企業(yè)的故事。美國能源部實(shí)施了一個(gè)名為“創(chuàng)新約束概念”的小型計(jì)劃,該計(jì)劃尋求更簡單、更容易設(shè)計(jì)的核聚變概念。我?guī)椭M織了一系列“創(chuàng)新約束概念”講習(xí)班,與私人開發(fā)的核聚變概念有著健康的重疊。就在離利弗莫爾不遠(yuǎn)的路上,當(dāng)時(shí)稱作三阿爾法能源公司(Tri-Alpha Energy)的TAE技術(shù)公司正在建立并開始運(yùn)作;在加拿大溫哥華那邊,通用聚變公司(GeneralFusion)正在起步,而在英國,當(dāng)時(shí)稱作托卡馬克解決方案的托卡馬克能源公司也正在成立。

2004年,我離開了勞倫斯·利弗莫爾,跟隨他們的步伐,看看我們否能真正加快實(shí)施核聚變能源系統(tǒng)進(jìn)入商業(yè)市場的步伐。在此后的22年里,這些聚變“登月計(jì)劃”總共籌集了超過15億美元的資金來實(shí)現(xiàn)他們的概念,一個(gè)新興的核聚變產(chǎn)業(yè)已經(jīng)興起來支持這些努力。

私營核聚變企業(yè)是樂觀的——往往是令人眼花繚亂的。正是創(chuàng)業(yè)精神和先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合,讓他們在其他行業(yè)的首席技術(shù)官和首席執(zhí)行官中獲得了近乎崇拜的地位。但不得不說,希望無處不在。許多私營核聚變初創(chuàng)者最初是在政府計(jì)劃中起步的,有著20多年的發(fā)展前景,但現(xiàn)在卻在討論“現(xiàn)金中立”問題,并在一個(gè)“散亂”的創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中自力更生。他們的部分支持來自美國先進(jìn)研究計(jì)劃署能源部門,該部門通過一系列小型計(jì)劃,例如ALPHA、BETA、GAMOW和OPEN,以及我認(rèn)為未來更多的計(jì)劃,努力跨越傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室工作與行業(yè)之間的鴻溝。

從技術(shù)到市場(T2M)現(xiàn)在也是核聚變面臨的問題。人們經(jīng)常討論“退出”:初創(chuàng)企業(yè)是否被收購,是否上市,是否出售知識產(chǎn)權(quán)?我們能在投資基金的有效期到期之前做到嗎?

自從離開勞倫斯·利弗莫爾后,我有幸在私營核聚變企業(yè)開創(chuàng)事業(yè),從加利福尼亞州格拉斯瓦利谷的一家聲聚變初創(chuàng)企業(yè)到麻省理工學(xué)院的一家衍生公司,在A輪投資中籌集了驚人的2億美元。顯然,人們對碳中和和現(xiàn)金中立都重新產(chǎn)生了興趣。每個(gè)企業(yè)家和企業(yè)都有不同的技術(shù)方案(但普遍來說,規(guī)模越小越好),對其商業(yè)化計(jì)劃的想法也略有不同——一些人熱衷于“登月計(jì)劃”,所有的努力都集中于率先在市場上推出可發(fā)電的產(chǎn)品。但是,“登月計(jì)劃”(全世界可能共有20個(gè))只占提供支持核聚變的產(chǎn)品和服務(wù)的小企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的一小部分。

在美國,有一個(gè)小企業(yè)創(chuàng)新研究資助計(jì)劃,支持?jǐn)?shù)百家公司從事與核聚變有關(guān)的工作;無論是制造點(diǎn)火器或電容器,還是進(jìn)行模擬,開發(fā)用于增材制造的新型材料,或研究新型診斷技術(shù)。小企業(yè)的管理費(fèi)用比大實(shí)驗(yàn)室低。它們很靈活,可以進(jìn)行調(diào)整——一年提供一個(gè)系列的產(chǎn)品,下一年就提出一套不同的解決方案。它們還具有創(chuàng)新性,牢記最重要的問題并找到解決方案,以及專注于可能最終使聚變能進(jìn)入 市場的東西。

總之,核聚變的現(xiàn)在包含聚變初創(chuàng)企業(yè)和小企業(yè)。小企業(yè)的未來是光明的!

2021.05
Vol. 62-2

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