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环球零碳
碳中和领域的《新青年》
来源：Getty Images
撰文 | Penn
编辑 | 小澜
→这是《环球零碳》的1802篇原创
核聚变通常被称为能源的圣杯，是一种潜在的无限清洁能源来源，科学家们一个世纪以来一直在追逐这一梦想。
目前，一场旨在创造“人造太阳”的核聚变技术竞赛正在中国、美国、日本等创新中心激烈上演，今年不断有挑战者报告新的里程碑式突破，这预示着全球核聚变商业化大战正式开打。
自从2023年5月与核聚变初创公司Helion Energy签署全球首份商业化聚变发电订单，并打算2028年开始供电之后，核聚变商业化便迈入了快车道。
6月30日，与联邦聚变系统公司（Commonwealth Fusion Systems，简称CFS）达成了一项电力采购协议。谷歌计划于2030年代从CFS在弗吉尼亚州建设的核聚变发电站购买200兆瓦的电力，这笔交易也成了目前历史上最大的核聚变电力购买协议。
现在日本Helical Fusion紧跟其后，签署了全球第三份核聚变商业化购电协议。
12月8日，日本核聚变初创公司Helical Fusion与日本中部地区大型连锁超市Aoki Super Co.签署了购电协议（PPA）。这是日本签署的首份聚变能源购电协议。
根据协议，Aoki Super将从Helical Fusion计划建设的基于仿星器概念的聚变电站购买2040年前产生的电力。该公司表示，该购电协议体现了大型商业用电用户（其门店需要稳定、全天候的电力供应）的切实承诺。
根据Helical Fusion官网消息，该公司强调2030年代就可实现世界首个稳态净电聚变发电。也就是说核聚变有可能会提前上网。
图说：Helical Fusion与Aoki Super Company 签署聚变购电协议
来源：Helical Fusion
Helix Fusion公司正在开发的聚变反应堆基于仿星器设计。该公司表示，这一概念建立在近70年的全球研究成果之上，尤其是在日本国立聚变科学研究所（NIFS）的研究成果。NIFS拥有大型螺旋装置（LHD），这是世界上最先进的仿星器设施之一。
Helical Fusion由前银行家田口隆也和两位来自NIFS的科学家于2021年创立。致力于打造世界上首个具有商业可行性的仿星器，用于发电。该公司旗舰项目是Helix KANATA，这是一座全尺寸的试验工厂，旨在实现稳态净电能聚变发电。
在此之前，该公司还建造了Helix HARUKA，这是一个用于组件和系统验证的中间装置。它们共同构成了Helix计划。Helical Fusion计划建造一座发电能力为50-100兆瓦的试验反应堆，并于2040年左右投入运行。
仿星器聚变反应堆与托卡马克聚变反应堆（例如英国的联合欧洲环形加速器或正在法国建造的ITER装置）有所不同。托卡马克采用均匀的环形结构，而仿星器则将环形结构扭曲成8字形。这解决了托卡马克在约束等离子体的磁线圈密度必然低于环形结构外侧时所面临的问题。
Helix计划定义了商业化聚变发电的三项基本要求：稳定运行、净电力输出以及定期高效的部件维护。该公司表示，螺旋仿星器凭借现有技术，能够独一无二地满足所有这三项标准。
图说：Helical Fusion首台核聚变反应堆Helix KANATA的示意图
来源：Helical Fusion
今年10月27日，Helical Fusion举行新闻发布会，宣布在开发对聚变反应堆至关重要的高温超导（HTS）磁体方面取得进展，这标志着该公司朝着实现“商业聚变能源”的目标迈进重要一步。
这些磁体组装成线圈，尺寸与实际反应堆相同，专为实际应用而设计。这一成就标志着世界上首次展示了专为商业反应堆设计的大型高温超导线圈，该线圈在超导条件下保持了稳定的电流流动，同时复制了聚变装置内部的磁环境。
该公司表示：“这是世界首创，欧美没有任何一家聚变公司能够实现，这意味着Helical Fusion目前在全球商业聚变发电厂建设竞争中处于领先地位。”
Helical Fusion首席执行官田口隆也在新闻发布会上表示，“这意味着，我们有能力在世界其他地区之前实现聚变发电。”
2025年7月，作为其对可持续发展和环境保护长期承诺的一部分，青木超级基金对Helical Fusion进行了战略投资。Helical Fusion于7月完成了A轮融资，筹集了23亿日元（约合1500万美元）。这使得Helical Fusion的总资本（包括赠款和贷款）达到52亿日元，用于支持其Helix计划。
图说：Helion第一座聚变发电厂的施工现场
来源：Helion Energy
全球首份商业化聚变发电订单来自于美国核聚变初创公司Helion Energy。2023年5月，Helion 和微软签署了一项历史性电力购买协议（PPA），计划从 2028 年开始通过一座 50 兆瓦的聚变发电厂为微软的数据中心提供电力。
2023年9月，Helion更进一步，与北美最大的钢铁生产商和回收商纽柯公司宣布达成协议，将在纽柯位于美国的一家钢铁制造厂开发一座500兆瓦的核聚变发电厂。聚变能将彻底改变纽柯钢铁制造业务的能源供应，提供基载零碳电力，并助力纽柯在钢铁行业脱碳领域保持领先地位。
今年7月30日，在美国华盛顿州乡村连绵起伏的丘陵地带，Helion Energy 迈出了大胆的一步，宣布已开始在其拟建聚变发电厂“猎户座”（Orion）的厂址上进行建设。
该聚变发电厂位于华盛顿州马拉加，地处该州中部哥伦比亚河沿岸，Helion 希望利用附近岩岛大坝水电站的电网基础设施。此举使 Helion 有可能向电网输送世界上首个商业聚变电力，目标最早将于 2028 年投入运营，并开始为微软数据中心供电。
在建设全球首座商用核聚变电站的竞赛中，Helion Energy 并非唯一一家参与者。世界各地的政府、初创企业和研究机构正向核聚变技术投入数十亿美元，各自争夺这一可能成为本世纪最大能源突破的领域的领导地位。
今年6月，谷歌与Helion Energy的竞争对手联邦聚变系统公司签署了一份 200 兆瓦的聚变电力采购协议 (PPA) 。电力将由 Commonwealth 首座 ARC 核聚变电站供应。该核电站的规划装机容量为400兆瓦，预计将于 2030 年代初首次向弗吉尼亚电网输送电力。
参考资料：
[1]https://www.wsj.com/articles/google-signs-deal-to-buy-fusion-energy-from-bill-gates-backed-nuclear-startup-9017672b
[2]https://www.cnbc.com/2025/06/30/google-partnership-commonwealth-fusion-systems.html
[3]https://www.helionenergy.com/articles/helion-secures-land-and-begins-building-site-of-worlds-first-fusion-power-plant/
[4]https://www.helionenergy.com/articles/helion-announces-worlds-first-fusion-ppa-with-microsoft/
[5]https://asia.nikkei.com/business/energy/japan-startup-touts-world-first-in-key-electromagnets-for-fusion-energy
[6]https://www.businesswire.com/news/home/20251207372064/en/Helical-Fusion-Signs-Japans-First-Power-Purchase-Agreement-for-Fusion-Energy-with-Aoki-Super
[7]https://www.neimagazine.com/news/japan-signs-first-fusion-power-ppa/?cf-view
[8]https://www.world-nuclear-news.org/articles/japanese-supermarket-chain-signs-up-for-fusion-power
[9]https://www.helicalfusion.com/en/post/helical-fusion-signs-japan-s-first-power-purchase-agreement-for-fusion-energy-with-aoki-super
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