對話清華大學譚熠：可控核聚變，真的不用再等50年了_風聞

來源：搜狐科技

搜狐科技《思想大爆炸-對話科學家》欄目第132期，對話星環聚能創始人、首席科學家、清華大學工程物理系副教授譚熠。

嘉賓簡介

譚熠，清華大學工程物理系副教授、博士生導師，星環聚能創始人、首席科學家。主要從事磁約束受控核聚變的實驗研究和工程技術開發，以及新概念核聚變方式的探索，是SUNIST/SUNIST-2球形託卡馬克裝置的負責人。

劃重點

1.核聚變“10年商用”是有依據的，未來幾年，會有新的聚變裝置產生的重要成果出現。

2.需求牽引、AI發展造成電力需求激增、技術方面進步等因素，帶來了聚變“熱”。

3.如果聚變堆足夠便宜，度電成本可能不到1分錢。

4.未來會不斷地建設性能更高的裝置，一步步走向量產的聚變電站。

可控核聚變，這個被視作“人類終極夢想”的能源，正在被推向熱錢與商用的十字路口。

近兩年，全球聚變賽道突然“熱”了起來，從微軟到谷歌，從比爾蓋茨到山姆·奧特曼，接連投出數億美元融資，中國也有星環聚能、能量奇點、新奧集團等企業獲得資本青睞或使用自有資金開展聚變能研發。

但熱潮之下，質疑從未停歇。“核聚變？再等50年吧。”這句流傳多年的調侃，至今仍是行業內外的普遍印象。

有人質疑，資本湧入更多是概念炒作。畢竟從實驗室到商用電站，中間隔着從科學到工程的天塹。也有人直言，所謂“10年商用”不過是創業者的樂觀預期，連最頂尖的科學家都不敢打包票。

就在這樣的爭議中，譚熠帶着團隊用279天完成聚變裝置的建設，閃電般的速度令世人矚目。

這位在核聚變領域深耕二十餘年的科學家，試圖用技術細節與行業洞察，回應那些關於“時間”與“可能性”的追問：可控核聚變，真的不用再等“50年”了。

對“2027年Q值大於1”有信心

初見譚熠，他揹着黑色雙肩包，腳步匆匆，剛從清華大學趕來，等交談結束後還要折返，繼續投入為聚變行業招納新人的工作。

“從以往業績看，整個團隊的效率是相當高的，我們對2027年Q值（能量增益）大於1有信心，但實現聚變發電畢竟是一項極其複雜的挑戰，沒有人能百分之百保證不會出意外，萬一出了差錯，能把原因找出來，把解決方案擺出來，大家也可以接受。”

這並不是譚熠在為自己找退路，核聚變本就是“從0到1”的探索，沒人能100%打包票。

“我們現在的投資方也都是成熟的風險投資，對這種不確定性都有認知，就算達不到預期，也會尊重科學規律。”

在清華大學時期，星環聚能技術路線的方案原型就因直擊託卡馬克裝置的核心痛點與未來發電的關鍵問題，獲得了國家自然科學基金的支持。之後，順為、崑崙等商業風投，及中科創星等政府背景的資金也接連進入。

星環聚能正在建設的一號裝置——星環一號，有望實現Q值大於1。這樣一個具有聚變意義的、可徹底驗證工程可行性的裝置，其12億元的總投入，雖遠低於傳統託卡馬克動輒百億、千億的規模，但核聚變研究週期長、不確定性高，要説服投資人，也沒那麼輕鬆。

“我跟人家講預計2030年代就能實現併網，他們大吃一驚，反問我説：你們不是還需要50年，怎麼10年就夠了？”

譚熠感受到，現階段聚變研究從資金到工作狀態，跟2020年之前完全是兩重天。他相信，這一波2020年左右大幅湧入的資金，會慢慢變為一個個實驗裝置。

“2027或2028年會看到非常多的成果出現，到時大家就會意識到，我説的‘10年左右’確實是有根據的。”

“星環聚能現在做的事情，往大了講，是如何快速地、經濟地實現聚變能。更具體來講，包括了了解等離子體的行為，實現更好地控制和加熱，製造更強大的磁體和電源，發展先進的探測手段，構建高效的操作系統，以及利用AI快速提升性能等。”譚熠如是説。

三大因素催熱全球聚變

星環聚能核心團隊多來自清華工程物理系。每每談到團隊，譚熠都很欣慰，“當時在清華大學實驗室裏大家就有許多‘奇葩’想法，比如會大膽採用從來沒人用過的線圈炮方式驅動探針至世界最快速度，或者採用彎玻璃管的方式實現匪夷所思的毫米波傳輸。”

雖然正三角球形託卡馬克有很多好處，但工程上也存在很多麻煩，之前出現過的很多事故都集中在中間最狹窄的區域，所以譚熠和團隊創新性的提出將負三角等離子體與球形託卡馬克結合的方案，結果發現負三角可以大幅緩解球形託卡馬克的很多麻煩。再加上國外的一些實驗證實負三角在密度方面甚至能超過正三角一倍多，這種設計非常有吸引力。

於是，在無參照標準下，團隊採取了這種“顛覆性”的方法，即將建設的NTST裝置，有望成為全球首個原生的負三角球形託卡馬克。

相比於東方超環（EAST）這種“大國重器”，星環聚能的裝置更像是“用最小成本試錯未來”的創新沙盒。

“EAST作為國家性的大科學裝置，在為整個人類的核聚變做貢獻，我們希望對託卡馬克運行的基礎進行創新，解決價格貴、結構複雜、效率不高、內部電力消耗大等痛點問題。”譚熠如是説。

在譚熠看來，國家隊和他們有着不同的技術路線、管理方式和資金來源，有很好地互補效果。

國家隊更像是“大投入、低風險”，而他們是“小投入、高風險”，但如果沒有國家隊打基礎，他們也沒辦法創新，譚熠發自內心地感謝國家隊。

除了國家隊，許多新公司也紛紛入局。近幾年，無論是在中國還是硅谷，大量的資金和人才都湧了進來。

譚熠分析，三大因素推動聚變行業升温。

“首先是需求牽引，氣候變化讓我們不得不去尋求除化石燃料外的方式，但現有核電站受條件限制，無法滿足現在佔比60%的化石燃料所貢獻的電力需求，但是聚變可以填補這部分空缺。”

其次，AI的發展造成電力需求激增。另外技術進步讓聚變堆成本更低、週期縮短，吸引更多風險投資入場。

“新公司湧入是好事。”在譚熠看來，儘管新玩家的技術路線“五花八門”，但多一種嘗試，人類實現聚變能的可能性就大一分。更重要的是，行業競爭推高了人才待遇。現在，聚變領域博士工資也非常具有吸引力。

“如果聚變堆足夠便宜，度電成本可能不到1分錢”

譚熠和團隊核算過度電的成本。聚變電站和燃煤電站截然不同的地方，就是燃料成本幾乎為0。“如果把聚變堆建造的足夠便宜，度電成本可能不到1分錢。”

但他也坦言，現階段要達到這個目標還很難。按傳統大託卡馬克路線，一個百萬千瓦的電站造價可能要上千億，算上5%的利息，度電成本降不下來，“至少要1塊多。”

星環聚能的破局思路，藏在技術細節裏。基於高約束性能的高温超導強磁場球形託卡馬克，他們用磁重聯高效地加熱等離子體至發生聚變反應，並以類似內燃機的方式多衝程運行。

這種“多衝程循環”運行，像發動機一樣間歇爆發，但有聲音質疑“脈衝運行不實用”。

譚熠對此有不同理解：“託卡馬克天然就是脈衝工作的裝置，如果硬讓它長時間穩態工作，不僅需要加裝大量電流驅動系統，還會持續消耗電功率，整體代價巨大。”

從聚變發電的經濟性角度出發，這筆“經濟賬”也是值得的。但這也給譚熠和團隊帶來了其他問題，比如週期性的熱應力、電磁應力的問題，好在他們找到了解決辦法。

“脈衝工作可以配合儲能或兩個堆交替運行，都可以持續輸出能量，就像汽車發動機也是脈衝工作的，車輛照樣可以平穩前進。”他補充道。

眼下，高温超導和AI，也在為聚變研究加速。他們團隊目前很大一部分精力就集中在把高温超導帶材變成一個聚變裝置上的磁體，而AI的研究方式天然就跟聚變或等離子體物理有相似之處，能解決複雜的控制和測量等問題。

磁約束裝置裏的等離子體太複雜了，電子和離子電荷相同，質量卻差 1800 倍，運動規律截然不同，還有平動、轉動、非熱平衡、跨時空尺度等問題…… 物理方程雖簡單，卻幾乎解不出來。

譚熠説，做聚變的人早就在通過數據驅動找規律，AI 讓這個過程快了不止一倍。

未來的路線圖也已清晰：星環一號實現Q值大於1的目標；星環二號將加裝發電設施，具備示範發電能力；再往後，就是成熟的量產電站了。

“雖然很早就知道核聚變很厲害，但並不是從小就樹立了投身核聚變的偉大夢想。”譚熠當年申請清華博士時，恰好碰上工物系聚變實驗室開始招生，再加上了解到核聚變專業涵蓋機械、電力、電子、編程等他非常喜歡的工作內容，才誤打誤撞入了行。20多年過去，這份偶然早已成了執念。

從傳統學術圈的“光頭副教授”（他自嘲“論文不多、也沒帽子”），到科技成果轉化的探路者，譚熠的選擇恰是聚變領域的縮影：用一個個“279天”的速度，把“終極夢想”拉進現實。