Commonwealth Fusion Systems已获得10亿美元融资以完成其SPARC示范反应堆的建设,首席执行官Bob Mumgaard表示该反应堆目前已完成约80%。
总部位于马萨诸塞州德文斯(Devens)的 Commonwealth Fusion Systems 公司已完成 40 亿美元的融资,用于建设全球首座商业聚变发电厂。该公司高管表示,这笔新增的 10 亿美元注资标志着传统上规避风险的机构投资者兴趣日益浓厚。尽管只有意大利国家石油公司(ENI)和谷歌公开披露了其参与情况,但根据该公司在 7 月 30 日宣布融资时发布的会议纪要,投资者群体还包括养老基金、主权财富基金、基础设施公司和工业企业。Commonwealth 的首席执行官兼联合创始人鲍勃·穆姆加德(Bob Mumgaard)表示,这笔资金将用于完成其示范反应堆的建设,并为首次商业部署铺平道路。“在我们需要更多能源来实现全面电气化的时刻,聚变正在成为能源领域的下一个重大突破,”穆姆加德对记者说。
聚变有望产生大规模的稳定电力,且产生的有害放射性废物远少于核裂变。经过数十年的公共资助研究,加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家于 2022 年首次实现了聚变点火。当时,LLNL 主任金·布迪尔(Kim Budil)警告称,商业聚变“可能还需要几十年”。此后,像 Commonwealth 这样的初创公司制定了更为激进的时间表,尽管行业专家对现实可行的商业化时间表仍存在分歧。
Commonwealth 于 2018 年从麻省理工学院(MIT)分拆成立,现已成为领先的聚变开发商。该公司计划在弗吉尼亚州切斯特菲尔德县(Chesterfield County)的 Dominion Energy 土地上建设一座名为“瀑布线聚变电站”(Fall Line Fusion Power Station)的 400 兆瓦设施,目标运营日期为 2030 年代初。穆姆加德证实,公司已获得必要的许可,与谷歌和 ENI 签署了购电协议,并向 PJM Interconnection 提交了并网申请。
电力研究所(EPRI)的高级技术主管安德鲁·索德(Andrew Sowder)解释说,Commonwealth 利用的是磁约束聚变技术。虽然太阳通过引力驱动的质子聚变产生能量,但 Commonwealth 的甜甜圈形超导磁体——即托卡马克装置——容纳了由氘和氚组成的过热等离子体。尽管存在静电排斥力,但这些同位素在极端温度下发生碰撞,如果密度和约束时间足够,就会释放中子和能量。索德指出,LLNL 在 2022 年取得的里程碑仅代表了“科学”层面的净能量增益,因为其输出并未完全抵消维持反应所需的能量。今年 4 月,LLNL 宣布与聚变初创公司 Inertia Enterprises 合作,指导工业规模的发展。索德强调,实现有意义的净能量增益仍是学术界和工业界的共同目标,但他拒绝预测时间表。“能量、密度和时间是聚变科学家可以调整的三个变量,”他说。
Commonwealth 的最新融资将最终完成 SPARC 项目,穆姆加德报告称该项目目前已“完成约 80%”。该公司旨在到 2027 年演示净能量增益。SPARC 的经验将为 ARC 提供指导,ARC 是 Commonwealth 下一代反应堆,旨在为弗吉尼亚州的设施供电。“来自基础设施投资者的这些资金承诺表明,他们很快可能会对一系列 ARC 发电厂感兴趣,”穆姆加德说,并指出扩大规模需要超过 10 亿美元,但少于认真进行聚变研发所需的 100 亿美元“资本规模”。Dominion Energy 正在租赁该场地并提供非财务方面的合作,包括开发和专业技术。该公用事业公司拒绝进一步评论。
Commonwealth 官员表示,由于公用事业部门对未经证实的技术持保守态度,最初在寻找合作伙伴方面存在不确定性。团队评估了多个对低碳稳定电力有需求的州和地区,并与现有公用事业公司接触以评估并网可行性。在 Dominion 的高管团队参观了位于马萨诸塞州的 SPARC 设施后,这一局面出现转机。“他们对聚变的发展方向有了不同的看法,”Commonwealth 企业开发高级副总裁 Ally Yost 回忆道,这促成了 2024 年联合开发协议的签署。在此合作之后,Commonwealth 于 2025 年与 ENI 和谷歌签署了购电协议。根据合同,ARC 产生的电力将通过 Dominion 的电网进入 PJM 批发市场,而购电方将购买并获得清洁能源证书,首席商务官里克·尼德汉姆(Rick Needham)透露了这一信息,但他拒绝披露财务条款或证书认证细节。
Dominion 董事长、总裁兼首席执行官罗伯特·布鲁(Robert Blue)曾表示,ARC 的发电量可能支持该公司预计的每年 6% 的需求增长。在第二季度财报发布会上,Dominion 告知投资者,其有 53.8 GW 的大型负荷处于“不同阶段”的合同谈判中。目前,Dominion 正被 NextEra Energy 收购的目标所锁定,该交易将创建美国最大的受监管公用事业公司。高管们预计,在获得监管机构批准后,交易将在 2027 年底前完成。
竞争领域仍然狭窄。根据聚变工业协会(Fusion Industry Association)2026 年的报告,Type One Energy 和 Helion Energy 是唯一其他拥有购电协议的美国公司。这些初创公司尚未证明点火或商业规模的可行性。Type One 正在田纳西河谷管理局(TVA)的 Bull Run Complex(前燃煤设施)建设一个 400 兆瓦的项目,TVA 作为购电方。Type One 声称,其被称为“仿星器”的弯曲托卡马克设计可能实现更稳定的反应并降低能耗。与此同时,Helion Energy 在华盛顿州建设的 500 兆瓦直线加速器使用磁铁将两个等离子体源驱动在一起。它与微软签订了 2028 年的 50 兆瓦购电协议,并与 Nucor Steel 签订了 500 兆瓦的合同,后者还投资了 3500 万美元。
其他没有购电协议的开发商也在继续推进其技术。General Fusion 和 TAE Technologies 是唯一上市的聚变公司。根据行业报告,General Fusion 预计其磁化靶聚变系统将在 2035 年实现净能量增益。TAE Technologies 预计其反向场构型线性反应堆可能在 2031 年的试点项目中实现净能量增益。
在最近一次 Reddit “问我任何事”(ask me anything)活动中,Commonwealth 的科学家概述了 SPARC 和 ARC 面临的即时规模化障碍。降低成本需要优化供应链、确定最佳托卡马克材料以及改进等离子体形状。EPRI 的索德强调了另一个关键障碍:氚的管理。在 Commonwealth 的托卡马克中,高温中子与锂碰撞释放出可能逃逸出等离子体的氚。需要一个 containment “包层”来捕获逃逸粒子,利用其热量进行常规发电,并防止游离氚带来的处理问题。“包层技术在全球范围内尚不成熟,”索德指出,“但它可以在规模上实现。”Commonwealth 的首席科学家乔恩·希勒沙姆(Jon Hillesheim)在 Reddit 活动中承认了这一工程要求:“包层必须足够厚,以捕获聚变产生的高速中子的能量,并将机器的其余部分屏蔽起来免受它们的影响。”
7 月 1 日,Commonwealth 宣布加入 LIBRTI,这是英国国家聚变实验室的世界领先计划。