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2021全球聚变工业(聚变私营公司)调查报告

已有 3515 次阅读 2021-11-11 12:39 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

2021年10月28日由聚变工业协会(The Fusion Industry Association (FIA)) 和英国原子能管理局(the UK Atomic Energy Authority (UKAEA)) 发布了关于全球范围内核聚变研究领域的私营公司的调查报告。本报告的调查者还了解到另外12家私人公司,由于各种原因,选择不提供信息或无法联系。因此最终该报告的数据分析是基于接受采访的23家核聚变公司。

报告参考链接:https://www.fusionindustryassociation.org/about-fusion-industry

报告首先对调查的数据进行了统计分析,分别从融资规模、公司地址、主要投资者、公司目标市场、按角色和性别划分的员工占比、技术方法、核聚变何时能供电、核聚变何时能首次应用于空间推进、过去30年核聚变公司的成立时间、私营核聚变公司数量的变化趋势10个方面进行剖析,主要结果如下:

1. 融资规模

总投资规模为18.72亿美元,其中8500万来自于政府,其余(17.86亿)来自于民间资本)。在这份调查报告中,一共有23家核聚变公司接受了采访,其中18个宣布了融资规模。

2.公司地址


3. 主要投资者

4. 公司目标市场

                                  表1 包含空间推进应用目标的公司

按成立时间排序共有12家聚变公司的目标市场包含了空间推进(船舶推进这里也近似归类于空间推进应用)

5. 按角色和性别划分的员工占比

6. 技术方法

聚变约束方法主要采用磁约束、磁惯性约束、混合静电约束、惯性约束等几个大类,具体的小类分布较广,主要有场反,球托、仿星器、Z箍缩、密集等离子体聚焦、直接激光驱动,磁化靶,等离子体射流驱动磁惯性约束聚变、球马克等。

7. 核聚变何时能供电?

8. 核聚变何时能首次应用于空间推进?

9. 过去30年核聚变公司的成立时间

按融资规模排序的前10公司

10. 过去30年核聚变公司的成立时间

接下来总结了回应调查者的23家核聚变公司的细节,详细介绍了他们的方法、进展和资金。

不是所有的公司都能提供相同程度的业务细节,要么是因为他们是新人,还没有准备好分享这些细节,要么是因为存在围绕商业敏感性的问题。并非所有的回答都适用于所有公司。我们只包括公司能够提供回答的领域。不提供某些信息的决定可能是因为现在下结论还为时过早,可能是因为公司认为这些信息具有商业敏感性,可能是因为这些信息不适用于他们的方法,或者其他任何原因。随着调查的逐年发展,我们希望看到更多公司的细节,以及更多新公司回答的问题。

1 Albot Technologies

Albot Technologies是阿卡什·辛格(Akash Singh)创立的一家初创公司,由一群致力于为印度和世界开发清洁能源的创新者和物理学家组成。

字面上,Bootstrap是“鞋带”的意思,将这个词延伸到创业,主要是作家RudolfErich Raspe在1781年的小说《TheSurprising Adventures of Baron Munchausen》中,主角用一条“鞋带”把自己从沼泽中拉出来,没有依赖他人的帮助。Bootstrap就有了「自助、不求人」的意思。

2 Commonwealth Fusion Systems (CFS)

(CFS)是从麻省理工学院的等离子体科学与聚变专业分离出来的并且正在使用高温超导体更快地建造更小、更低成本的核聚变发电厂。

3 Crossfield Fusion Ltd

Crossfield Fusion有限公司正在开发一种新型紧凑的无碳热和发电聚变反应堆。该公司的目标是制造出小型集装箱大小、可以在工厂批量生产的小型核聚变反应堆。该公司预计其聚变反应堆技术将扩展到大约1MWe的电力输出或2-3MWt的热量,在更大的聚变反应堆的应用中起到补充作用。

在实现这些最终目标之前,该公司将对该技术进行商业开发,能够作为用于放射治疗、医用同位素生产和材料测试的高输出紧凑聚变中子源。

4 CTFusion

CTFusion正在开发其独特的磁聚变能方法,称为Dynomak。该技术利用磁约束,为最终应用于DT聚变电站提供了稳定球形马克位形的有效维持。CTFusion正处于ARPA-E资助的概念探索阶段。

5 the ENN Fusion Technology R&D Center

新奥能源研究院成立于2006年,专注于前瞻性的清洁能源技术。在过去的十年里,它取得了重大的技术突破,如以煤为基础的低碳能源和泛能网,成为全球领先的企业。目前,该公司正致力于无碳能源技术创新,专注于紧凑型核聚变、深层地热和其他技术。

2018年,新奥聚变技术研发中心成立,旨在为客户提供清洁的商用聚变电力和热能,并从根本上改善其能源供应网络。它是新奥科技发展有限公司的一部分,致力于以可持续、可靠和经济的方式解决人类的能源挑战。

6 First Light Fusion

First Light Fusion于2011年从牛津大学分离出来,正在研究由冲击波驱动的惯性约束聚变产生能量。

7 Fusion Reactors

Fusion Reactors正在商业化用于发电的聚变能源。


8 General Fusion

通用核聚变正在寻求一种磁化靶聚变方法。该公司于2002年在加拿大温哥华成立,目前在华盛顿特区和英国伦敦有额外的办事处。

9 HB11

HB11正在研究直接由激光驱动的pB11(质子-硼)聚变。

10 Helicity Space Corporation

螺旋空间公司致力于开发紧凑型聚变推进技术,为星际推进和太空文明提供动力。他们的愿景是用核聚变动力和推进技术实现太空殖民和清洁地球。

11 Helion Energy

Helion Energy公司正在开发一种脉冲非点火聚变技术,利用氘和氦-3产生聚变能量。

12 Horne Technologies

Horne技术公司是一家商业核聚变公司,致力于在短期内生产能源和中子,实现可负担得起的核聚变技术进步。Horne Technologies的混合磁静电约束方法能够通过持续运行的装置实现快速、低成本的迭代。

13 HyperJet Fusion Corporation

HyperJet Fusion公司设计并制造等离子枪。HyperJet的研究伙伴美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)正在利用该技术开发等离子体射流驱动磁聚变(PJMIF)。洛斯阿拉莫斯进行了等离子体衬垫实验(PLX),研究利用内爆等离子体衬垫驱动脉冲聚变能反应的可行性。

14 LPPFusion

LPPFusion的使命是通过基于密集等离子体聚焦装置和氢硼燃料的聚焦聚变技术的发展,为每个人提供清洁和无限的能源。

15 Magneto-Inertial Fusion Technologies

磁惯性聚变技术公司(MIFTI)发明了一种热核聚变过程,为核医学中使用的电力和放射性药品提供功率。它的分段Z-pinch (SZP)技术是一个模块化的、可扩展的系统,以从海水中提取的简单的氢同位素为燃料。

16 Marvel Fusion

漫威聚变公司成立于2019年,目标是建立和运营基于激光驱动直接驱动惯性聚变能量(IFE)的商业聚变发电厂。该公司已经确定并开发了一种新的核聚变概念,该概念利用了隧穿概率的大量量子增强。这个概念不是基于热点火,而是基于通过量子效应增加聚变速率,因此被称为量子增强。它克服了该行业几十年来一直面临的许多限制。它有望提供一条更高效的道路,并使pB11等先进燃料得以使用,否则这些燃料根本无法用于商业应用。这一概念是由超短脉冲、高强度激光和专有的纳米结构靶实现的,这些靶允许探索这种新的物理机制。

17 Princeton Fusion Systems

普林斯顿聚变系统公司正在为聚变工业开发紧凑型聚变反应堆和电力电子设备。

18 Pulsar Fusion

航天和能源领域投资核聚变硬件资产的多元化投资组合。

脉冲星聚变努力成为欧洲核聚变技术领域的卓越力量,利用科学进步进入航天和能源领域的商业创新。当前研究更广泛的转变为有利于核聚变应用的可再生能源和深空探索。脉冲星聚变计划通过建立基础设施和系统来利用这些变化。


19 Renaissance Fusion

Renaissance Fusion通过将磁场放大四倍,并使用专有的高温超导体(HTS)制造技术简化设计,使恒星概念反应堆成为可能。它使用流动的液态金属壁来保护恒星和精密的高温超导器件免受中子的伤害,并将放射性水平保持在医院放射科的低水平。在短期内,该公司计划将其能源存储和医疗成像技术商业化。

20 TAE Technologies

TAE Technologies正在将安全、经济的核聚变动力商业化。该公司的聚变方法还促使了电力管理、电移动、生命科学等领域的商业创新。

21 Tokamak Energy

托卡马克能源公司正在加速基于高温超导(高温超导)磁体的球形托卡马克聚变能的发展,并将高温超导磁体的技术应用商业化——用于强磁场科学、太空、电动飞机和粒子加速器。

22 Type One Energy group

通过高温超导(HTS)磁体和增材制造技术的进步,将恒星聚变动力系统作为一种经济的动力装置进行商业化。

23 Zap Energy

Zap能源公司正在建造一个非常便宜、紧凑、可扩展的聚变反应堆,有潜力快速实现商业上可行的聚变,而不需要磁铁。

结语

目前核聚变领域的私营企业越来越多,随着国家碳中和2030和2060目标,聚变发电是未来一段时间的研究重点,但同时聚变能的非电应用,包括空间推进、医疗、制氢等领域也应关注。


本文参考的是FIA和UKAEA共同发布的2021核聚变工业报告,仅做了部分翻译和总结工作,供感兴趣的人参考。




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