數十億美元的繁榮:私人投資者如何支持世界上最雄心勃勃的核融合反應堆初創公司

核融合能源行業已從一個小眾科學追求轉變為風投資本最熱投資前沿之一。在過去幾年中,超過100億美元湧入私人核融合公司——這一歷史性轉變由技術突破、強大的計算進步以及對基礎科學的信心重燃所推動。曾經只是一個低聲笑談的笑話,認為核融合“永遠還有30年”,如今已演變成一場具體的競賽,數十家初創公司正競相打造能商業化運作、能為城市供電的核融合反應堆。

轉折點出現在2022年底,美國能源部的國家點火設施(NIF)取得了劃時代的突破:一個受控的核融合反應釋放的能量超過了激光照射燃料顆粒的能量——突破了科學上的盈虧平衡點。這一概念驗證點燃了投資者的熱情,引發了一波資金潮,且尚未見放緩跡象。到2026年,私人核融合行業已經成熟,數家公司市值達到數十億美元,反應堆設計從甜甜圈形的托卡馬克(tokamak)到緊湊的恆星器(stellarator)以及激光驅動的慣性約束系統不等。

30億美元的主導力量:Commonwealth Fusion Systems

Commonwealth Fusion Systems(CFS)已經籌集了約三分之一的私人核融合資金,成為該行業無可爭議的重量級企業。這家總部位於麻薩諸塞州的公司在2024年中完成了一輪B2系列融資,融得8.63億美元,使其總募資額達到約30億美元。這一非凡的資金實力,繼四年前的18億美元B輪融資後,已經將CFS推向領先地位。

這筆資金使CFS得以追求行業中最具實質性時間表的項目之一:建造Sparc,一個旨在在“商業相關”功率水平運行的核融合反應堆原型。Sparc採用托卡馬克架構——這種甜甜圈形的核融合反應堆設計,利用強大的高溫超導磁鐵來約束超熱等離子體。這些磁鐵由MIT共同開發,並借助其聯合創始人兼CEO Bob Mumgaard的研究專長,他曾在MIT領導核融合反應堆和超導體研究。

公司預計Sparc將於2026年底或2027年初投入運行。達到這一里程碑後,CFS計劃開始建設Arc,這是一個商業規模的設施,預計產生400兆瓦的電力。Arc將位於維吉尼亞州里士滿附近,值得一提的是,谷歌已承諾購買其一半的產出——這是市場信心的驗證,少有能源基礎設施項目能夠做到。

10億美元以上俱樂部:競爭中的核融合反應堆願景

其他幾家核融合初創公司也已突破10億美元融資門檻,各自追求不同的技術路線和時間表。

Helion:位於華盛頓州埃弗里特,Helion的進度或許是行業中最激進的。公司計劃在2028年前交付其核融合反應堆產生的電力,微軟已簽約成為其首個客戶。Helion採用場反轉配置(field-reversed configuration),磁鐵圍繞沙漏形反應室旋轉等離子體,使其形成甜甜圈狀,並以每秒超過100萬英里的速度碰撞。碰撞時,額外的磁鐵促使融合,產生的等離子體增強反應堆的磁場,進而直接從磁線圈中獲取電流。Helion已募得10.3億美元資金,包括2025年1月的4.25億美元融資,與其啟動的Polaris原型反應堆同步。投資者包括Sam Altman、Reid Hoffman、KKR、BlackRock,以及彼得·蒂爾的Mithril Capital。

TAE Technologies:最初由物理學家Norman Rostoker於1998年創立,並由加州大學爾灣分校(UC Irvine)孵化,TAE採用場反轉配置,但有一個獨特的變化:在等離子體碰撞後,該公司用粒子束轟擊產生的等離子體,以維持一個雪茄形旋轉結構。這種方法提升了等離子體的穩定性和提取效率。2025年底,TAE宣布與特朗普媒體與科技集團(Trump Media & Technology Group)合併,交易以全股票形式進行,合併後估值達60億美元,TAE的聯合創始人Michl Binderbauer成為聯合CEO,與Devin Nunes共同領導。在此之前,TAE已通過多輪融資籌集了17.9億美元,投資者包括Google、Chevron和New Enterprise Partners。

General Fusion:自2002年運營,已進入第三個十年,位於英屬哥倫比亞省里士滿的General Fusion一直在追求磁化目標融合(MTF)——一種利用液態金屬壁包圍反應室的融合反應堆方案。活塞向內壓縮金屬,進而壓縮內部的等離子體,觸發融合。產生的中子加熱液態金屬,液態金屬再通過熱交換器產生蒸汽以發電。然而,該公司近期遇到挑戰:2025年中期,在建造最新設備LM26(旨在2026年實現盈虧平衡)時遇到資金緊張。在達成一個關鍵里程碑後,公司進行了大規模裁員。CEO Greg Twinney隨後向投資者求助,獲得2200萬美元的緊急資金注入,一位參與者形容為“盡可能少的資本”以維持運營。在隨後的募資中,包括約701位投資者提供的5110萬美元SAFE票據,General Fusion的總募資額約達4.92億美元。

5億至10億美元層級:多元化技術

Pacific Fusion:這家新晉公司以9億美元的A輪融資震撼登場——即使在資金充裕的核融合公司中也是天價。它不依賴激光或磁壓縮,而是採用協調的電磁脈衝進行慣性約束。技術挑戰巨大:所有156個阻抗匹配的Marx發生器必須同步產生2太瓦的能量,持續100納秒,並精確聚焦於目標。公司由曾指導人類基因組計劃的科學家Eric Lander領導,總裁是Will Regan。投資者採用里程碑式分段融資,類似生技公司,確保資金用於技術進展。

Shine Technologies:採取較為務實的路線,Shine Technologies選擇通過中子測試服務和醫療同位素生產來產生短期收入,而非立即追求並網融合反應堆部署。近期,公司還開發了放射性廢物回收能力。Shine已募得7.78億美元,投資者包括Energy Ventures Group、Koch Disruptive Technologies和威斯康星大學校友研究基金會。

Zap Energy:同樣位於華盛頓州埃弗里特,Zap Energy的特色是用電流而非磁鐵或激光來約束等離子體。電流產生自己的磁場,將等離子體壓縮約1毫米,直到點火。產生的中子轟擊周圍的液態金屬襯裡,使其加熱產生蒸汽,用於發電和渦輪機。Zap已從Bill Gates的Breakthrough Energy Ventures、DCVC和Chevron Technology Ventures等投資者那裡籌得3.27億美元。

2億至5億美元範圍:專門化方案

Tokamak Energy:這家英國牛津郡的初創公司將傳統的托卡馬克幾何形狀壓縮成更緊湊的球形配置,降低長徑比以減少磁鐵和成本。其ST40原型在2022年產生了1億度的等離子體。Tokamak Energy在2024年11月籌得1.25億美元,用於持續核融合反應堆開發和擴展磁鐵業務,總募資達3.36億美元,投資者包括Future Planet Capital和In-Q-Tel。

Proxima Fusion:偏離托卡馬克共識,Proxima Fusion支持恆星器設計——一種在德國Wendelstein 7-X反應堆中展示的扭曲磁場幾何。恆星器通過螺旋扭曲和膨脹來適應等離子體的自然特性,可能實現更長的等離子體約束時間和更高的融合反應概率。這家位於柏林的公司在A輪融資中獲得1.3億歐元,總募資超過1.85億歐元,投資者包括Balderton Capital。

Marvel Fusion:沿用國家點火設施驗證的激光驅動慣性約束方法,Marvel Fusion專注於在燃料顆粒中嵌入硅奈米結構。當受到強激光轟擊時,這些結構會連鎖壓縮燃料以點火。硅的優勢在於可製造性——半導體行業的數十年專業經驗可直接應用。Marvel已募得1.62億美元,並與科羅拉多州立大學合作建設示範裝置,預計2027年投入運行。

Kyoto Fusioneering:認識到即使某家核融合公司成功,整個行業仍需專門的零部件來支持“平衡系統”——包括等離子體加熱的gyrotrons和熱能提取機制,京都Fusioneering定位自己為這一關鍵供應商。公司已吸引1.91億美元的風險投資,投資者包括In-Q-Tel和三菱,證明核融合基礎設施將需要專業化專家。

First Light Fusion:不使用磁鐵,而是採用慣性約束,通過拋射器撞擊來實現。兩階段火炮用火藥推動塑料活塞,壓縮氫氣至145,000磅/平方英寸,然後用彈頭撞擊特製目標。目標的幾何形狀放大撞擊力,壓縮燃料至點火。然而,2025年3月,First Light宣布將轉變策略,不再追求自主並網電站,而是將核心技術提供給其他開發商。公司已從Invesco和IP Group等投資者籌得1.08億美元。

Xcimer:位於科羅拉多的Xcimer在國家點火設施的基礎上進行擴展,設計出更強大的激光系統——目標功率達10兆瓦,是NIF的五倍。反應室周圍的熔鹽牆吸收熱量並保護結構。成立於2022年初,Xcimer已從Breakthrough Energy Ventures和Emerson Collective等投資者那裡籌得1億美元。

為何核融合反應堆行業仍然火熱

對核融合反應堆初創企業的巨大資金投入,反映出多重因素的匯聚:計算能力的提升使模擬更為精確,人工智能優化反應堆控制,高溫超導磁鐵技術的突破,以及2022年的科學驗證證明核融合反應能產生淨能量。投資者越來越將核融合反應堆視為大規模去碳化的潛在解決方案——如果商業化成功,核融合電力市場或將重塑萬億美元的電力市場。

展望2026年及以後,這些超過十家市值數十億美元的核融合公司將執行雄心勃勃的時間表,數個反應堆項目預計將達到重要的運營里程碑。下一階段將決定私人資本對核融合經濟性的信心是否能轉化為實際的電力產出,或是行業將面臨現實檢驗,重塑投資者預期。

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