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非常观察|五月财报季,运动品牌谁在领跑谁在掉队

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非常观察|五月财报季,运动品牌谁在领跑谁在掉队

非常观察|五月财报季,运动品牌谁在领跑谁在掉队

界面新闻(xīnwén)记者|戴晶晶

界面新闻编辑|张慧 杨悦

十几年前,新奥(xīnào)集团(下称新奥)在位于河北廊坊的总部,建了一栋内部称为“光伏楼”的厂房,想生产薄膜电池(diànchí)。

今年4月,界面新闻来到这个高德地图标为“新奥光伏”的地方,见到却是“电磁(diàncí)诊断实验室(shíyànshì)”、“离子回旋实验室”和“中性束离子源标准实验室”等核物理设施,还有一台(yītái)布满管道的聚变实验装置“玄龙(xuánlóng)-50U”。

这家在业内有“燃气(ránqì)大王”之称的民企,正在布局一种远比光伏激进得多的未来——可控(kěkòng)核聚变。

新奥“玄龙-50U”球形环氢硼聚变装置 拍摄:戴晶晶

新奥在核聚变领域已耕耘八年,研发团队300余人,包括海外高层次人才20余名、博士硕士人才200余名,投入资金40亿元,可以(kěyǐ)说是非国家队背景(bèijǐng)中规模最大的核聚变商业公司(gōngsī)。在运核聚变实验装置“玄龙-50U”,初步计划投资60亿建造下一代(xiàyídài)聚变装置“和(hé)龙-2”。

界面直击|“人造太阳”技术再获突破(tūpò),新奥球形环氢(huánqīng)硼聚变装置实现兆安级电流

今年3月,一向低调的新奥在(zài)国际SCI收录等离子体专业主流学术期刊《等离子体科学和技术》(Plasma Science and Technology,PST)上(shàng),发表13篇基于(jīyú)“和龙(lóng)-2”实验装置的物理设计论文,引起外界关注。

一家城燃公司挑战“终极能源(néngyuán)”让人意外。

核聚变是轻原子核结合(jiéhé)成较重(zhòng)原子核并放出巨大能量的过程。由于聚变原材料资源相对丰富,且无污染排放(páifàng),可控核聚变一直被认为是人类解决能源问题的重要出路。

目前全球所有的核电站均通过核裂变产生能量(néngliàng),而(ér)聚变释放的能量约为裂变的四倍,燃煤的400万倍。

可控(kěkòng)核聚变(héjùbiàn)是一项“科幻级”技术,中国在这个领域起步晚,科研成果和人才都很稀缺。

今年4月(yuè),新奥宣布“玄龙-50U”突破百万(bǎiwàn)安培(兆安)等离子体电流,为全球首次实现兆安级氢硼等离子体放电。

可控(kěkòng)核聚变领域存在着一个著名的“50年悖论”,即距离实现(shíxiàn)可控核聚变永远(yǒngyuǎn)只有50年,而新奥的目标是,到2035年建成聚变商业示范堆。

新奥选择的(de)氢硼球形环聚变路线,比起主流的氘氚聚变实现难度更高,实验和工程化经验(jīngyàn)更少,不少业内人士评价新奥过于理想主义。

有业内专家告诉(gàosù)界面新闻,氢(qīng)硼是核聚变理想的终极燃料,新奥这(zhè)是在替后人踩雷铺路。也有人笑称,新奥创始人兼董事局主席王玉锁有点像中国的马斯克,“但就连马斯克都不投核聚变”。

王玉锁目光投向核聚变(héjùbiàn)前,已成为燃气行业风云人物多年。

1993年,新奥将管道天然气引入廊坊开发区,成为全国(quánguó)第一家进军城市公用事业(gōngyòngshìyè)的民营企业。

随着中国1998年(nián)后推进公共事业改革、“西气东输”拉开帷幕(lākāiwéimù),新奥走出廊坊(lángfāng),拿下几十个城市的燃气特许经营权,企业规模不断扩张,最终稳坐中国天然气分销行业龙头。2001年,新奥燃气(02688.HK,后更名为新奥能源)成功在香港上市(shàngshì)。

新奥的燃气业务如日中天,王玉锁却很(hěn)有危机感,他意识到除了特许经营权,新奥并(bìng)没有什么核心资源和技术,况且特许经营权最长期限只有(zhǐyǒu)30年。

“随时可能受到资源制约,十年后新奥卖什么?城市燃气销售难以(nányǐ)形成品牌,20年后新奥是(àoshì)什么?特许经营权到期,30年之后新奥干什么?”王玉锁曾在一次公司高层(gāocéng)会议上提出三个问题。

2004年起,他力排众议发展“煤制气”以摆脱(bǎituō)上游气源的掣肘(chèzhǒu),并着手生产清洁甲醇及二甲醚,研发微藻制备生物(shēngwù)柴油、能源互联网“泛能网”等技术。

2007年,王玉锁还(hái)一度引进美国产线押注非晶硅薄膜太阳能电池板,计划(jìhuà)投资140亿元进军光伏。

除了(chúle)在能源圈开疆拓土,新奥还陆续涉足数字化、房地产、旅游(lǚyóu)文化和健康行业,业务版图眼花缭乱。热衷前沿技术(qiányánjìshù),也乐于投资具有潜力的领域。

王玉锁(wángyùsuǒ)并非杞人忧天。由于城燃特许经营权(jīngyíngquán)有限,新奥必须与华润燃气(01193.HK)、中国燃气(00384.HK)、港华(gǎnghuá)燃气(01083.HK)等对手“抢食”,2008年后(hòu),中石油下场,旗下“昆仑”系(xì)公司更是来势汹汹。新奥也被国家队昆仑能源(00135.HK)和华润燃气长期压制于老三的位置

此外,随着售气规模(guīmó)扩大,毛利率较(jiào)高的接驳业务,在新(xīn)奥收入中的占比不断下降,摊薄了利润。加上政府对配气价格、接驳费收取监管日趋严格,新奥的燃气业务很难维持高速增长。

2005-2015年,新奥能源的城燃项目数量由59个增加至152个,覆盖(fùgài)接驳人口数量从(cóng)3238.7万提高至7153万。在这十年间(shíniánjiān),新奥能源的营收增加了近14倍,净利润仅增加5.7倍,毛(máo)利润率从37.27%下降至21.41%。

新奥能源的毛利率还在持续下滑

令人遗憾(lìngrényíhàn)的是,除了泛能网成长重要的获利板块以外,新奥砸入真金白银的产业,大多没能成气候:光伏项目搁浅(gēqiǎn);煤制气研发工作亦推进缓慢,至今也(yě)未有太多商业化项目落地。

2017年,新奥不再追风口,开始探索“无碳能源的(de)颠覆性技术”,可控核聚变、深层地热、高效储能、二维(èrwéi)新材料等均悉数在列,最后锚定在了难度(nándù)系数极高的核聚变。

机缘巧合之下,可控(kěkòng)核聚变进入王玉锁的视野。

2016年,一家海外机构通过国内高校向王玉锁(wángyùsuǒ)推荐了一份核聚变方案(fāngàn),经内部论证后确定为是一份“行不通的忽悠方案”。但王玉锁自此注意到(dào)了核聚变。

之后,在研发(yánfā)转型的(de)推动下,新奥开始系统评估聚变技术的可行性,并逐步形成了团队和研发方向。

与此同时,聚变界也(yě)开始热闹起来。

2016年(nián),谷歌旗下DeepMind团队研发的围棋机器人AlphaGo战胜世界围棋冠军李世石,深度学习、人工神经网络(réngōngshénjīngwǎngluò)等人工智能(réngōngzhìnéng)(AI)技术被广泛应用,“等离子体控制”等聚变难题(nántí)迎来潜在解法。

2017年,位于安徽(ānhuī)合肥的中国全超导(chāodǎo)托卡马克核聚变(EAST) 在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式。

2018年(nián),衍生于麻省理工学院(MIT)的联邦聚变系统公司(CFS)正式(zhèngshì)成立,开发高温(gāowēn)超导(HTS)磁体,为建造更紧凑、更便宜的核聚变装置提供了可能。

2018年4月的一场研讨会上,王玉锁见到了退休回国在中科院等离子体物理研究所挂职的彭元凯,决定邀请他(tā)成为新奥核聚变团队(tuánduì)的技术领头人(lǐngtóurén)。

新奥是当时国内唯一一家准备建造核聚变(héjùbiàn)实验装置的民营企业。王玉锁要为这个“异想天开”的计划招贤纳士(zhāoxiánnàshì)。

彭元凯(Y.K. Martin Peng)是聚变界著名的华裔科学家,在美国橡树岭国家(guójiā)实验室(shíyànshì)(ORNL)工作期间(qījiān)提出了(le)球形托卡马克(ST,又称球形环)约束(yuēshù)概念,还担任过普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)国家球形环实验(NSTX)项目负责人。

2014年回国(huíguó)后,彭元凯先是在高校教书,后供职于研究所,但始终未能再参与有分量的聚变科研项目,与王玉锁可以说(shuō)是一拍即合。

与其等别人来颠覆新奥,不如由我们自己来颠覆自己,研发可持续、安全的(de)清洁能源。”新奥能源研究院聚变技术首席科学家的彭元凯头发(tóufà)花白,在(zài)接受界面新闻等媒体(méitǐ)采访时,回忆了当时加入新奥的契机。

为了支撑这项“颠覆性”技术,新奥还招揽了原在中核西南物理(wùlǐ)研究(yánjiū)院工作的袁保山、冯开明,德国于利希研究中心梁云峰,以及美国TAE公司首席实验战略家郭后扬等人加入专家(zhuānjiā)团队。

数据来源:各公司官网、聚变行业协会(FIA);制图:戴晶晶

过去几年,在高温超导、人工智能(AI)等技术突破的推动下,全球核聚变初创公司涌现,行业融资规模水涨船高;业界不断(bùduàn)传出实验装置取得(qǔde)关键进展的消息,甚至(shènzhì)有企业将核聚变发电质变点的时间线提前(tíqián)至2030年。

“热潮”来临,新奥的押注核聚变(héjùbiàn)似乎是正确的选择。

但一直以来,新奥以民营企业入局,受到了诸多质疑,主要原因(yuányīn)是——它选择(xuǎnzé)的氢硼聚变路线太难了。

当前可控核聚变技术路线主要有三种:重力场约束(yuēshù)核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。其中,利用磁约束核聚变研究装置(zhuāngzhì)托卡马克,实现氘氚聚变反应,是(shì)当前国际主流的研发技术。

新奥采用氢硼作为聚变燃料,建造球形环(huán)装置。球形环是更接近球形的一种托卡马克,相较于(yú)传统托卡马克(形状接近轮胎)更紧凑。

有(yǒu)专家认为,新奥的氢硼聚变要比氘氚难上一万倍。

这主要是(shì)由于实现氘氚反应(fǎnyìng)需要的聚变三重积较小,约(yuē)是5乘以10的21次方,而氢硼反应的三重积比氘氚高几个数量级,反应堆温度要达到10-20亿摄氏度才能实现燃烧。

三重积或Q值,是衡量核聚变(héjùbiàn)装置水平最关键的参数。

1957年,英国科学家J.劳森(láosēn)提出著名的(de)劳森判据(pànjù)(Lawson criterion),即为了实现自持(zìchí)核聚变,聚变装置的能量增益因子Q应当不低于1,由此可以推导出自持核聚变的三重积(等离子体的温度、密度和能量约束时间的乘积)需要达到的数值。

目前为止,全球连氘氚的聚变发电都(dōu)未(wèi)实现过,最好的实验成绩还停留在上世纪。

日本的JT-60装置以氘-氘为燃料,保持着目前(mùqián)全球最高的磁约束聚变三重积记录,约是1.5乘以10的21次方,声称等效氘氚已实现Q>1。磁约束可控核聚变装置中,实际(shíjì)投入(tóurù)氘氚燃料反应创造的最高Q值纪录为来自欧洲联合环(huán)(JET)的0.67。

JT-60后来(hòulái)被升级成JT-60U,又于2009年(nián)被拆除,目前已重建成JT-60SA投入运行。JET则在2023年全年开展了最后(zuìhòu)的氘-氚实验,启动了退役工作。

在中国,商业公司的装置参数水平距离国家队(guójiāduì)的EAST和“中国环流(huánliú)三号”(HL-3)还有(háiyǒu)较大差距。界面新闻获悉,目前“中国环流三号”的三重积为国内最高,达到了5乘以10的19次方。

新奥在过去(guòqù)八年鲜少对外公布的聚变实验进展,今年4月16日,新奥宣布“玄龙-50U”实现了高温高密度百万安培(兆安)等离子体(děnglízǐtǐ)电流,等离子体电流达到1兆安,温度达到4000万度(wàndù)。 作为对比,今年3月,同为托卡马克路线(lùxiàn)的“中国环流三号”(HL-3)国内首次实现原子核温度(wēndù)1.17亿度(yìdù)、电子温度1.6亿度

这给新奥带来(dàilái)了巨大的鼓舞。

“很多人都认为氢硼聚变难度大(dà),等离子体性能低(dī)(dī)、参数低,离最后的(聚变)目标很远(yuǎn)。”新奥能源研究院院长刘敏胜对界面新闻表示,但在氢硼实现兆安级突破后,这条路线未来商业化的信心就充分了。

“我们(wǒmen)的球形环氢硼等离子体在(zài)非常不同的运行模式之下,获得了这个领域里面从来没有想象到的一些好结果,这创造(chuàngzào)了一个新的领域。”

彭元凯说(shuō),新奥有决心在2035年运行球形环氢硼的发电工程(gōngchéng)示范,这个目标不变。

新奥的(de)选择也并非毫无根据,他们的研发团队前期经过了详细的调研和实验,评估了包括场反位形(FRC)在内的不同装置,最终(zuìzhōng)在2022年确定(quèdìng)氢硼球形环路线。

这一技术有很大的优势:“无(wú)中子,低成本,燃料(ránliào)丰富”,商业化前景更佳。

“新奥之前(zhīqián)有很多教训。投资一个新技术,要看未来有没有可能性,而不是难度。难度问题可以解决(jiějué),但商业逻辑是改不了的。”刘敏胜(liúmǐnshèng)提及,之前新奥的微藻制备生物柴油技术已研发完成,但到(dào)2012-2013年左右就由于成本无法下降,项目被暂停。

新奥能源研究院聚变理论模拟(mónǐ)首席科学家(kēxuéjiā)谢华生(xièhuáshēng)也对界面新闻指出,新奥一开始就瞄准商业化目标,成本必须足够低,度电成本能达到0.07-0.08元,从这个角度来倒推商业计划。

氢硼聚变是通过氢原子核和硼原子核的聚变反应,产生(chǎnshēng)3个带正电的氦-4核,释放大量(dàliàng)能量,不产生放射性的中子。

在原料获取上,除了常规的(de)氢,新奥使用硼11作为燃料,后者已能量产(chǎn)。新奥称,氢硼燃料在未来聚变发电中成本占比(bǐ)连千分之一都不到。

对于氘氚来说,氘的来源相对丰富,但地球上的氚非常稀少,目前(mùqián)主要制备方法主要依赖于锂-6同位素的核反应,价格十分(shífēn)昂贵,且为国家管制材料(cáiliào)。

另外,氘氚反应(fǎnyìng)产生高能中子,对(duì)材料的破坏性大,其具有的辐射性会产生安全风险。同时,氘氚聚变输出能量的75%-80%以(yǐ)中子形式存在,在转换成电能时仍存在挑战。

“在75年的聚变研发中,没有人生产过(guò)哪怕一丁点电力(diànlì)。我说的不是净电力,而是任何电力。”据《财富》5月7日报道,等离子体物理学家Daniel Jassby就对此提出(tíchū)质疑,“从来(cónglái)没有人能够将中子轰击转化为电力。”

国内(guónèi)一家聚变商业公司的(de)负责人也向界面新闻称,氢硼确实是更高级的聚变反应,但他们选择先实现氘氚,再进阶到氢硼。

全球亦有其它商业公司选择了氢(qīng)硼聚变路线,其中最有名的是1998年于(niányú)美国成立的TAE Technologies。

2023年3月,TAE与日本国立聚变(jùbiàn)科学研究所(NIFS)合作,已首次在磁约束聚变等离子体中实现了(le)氢硼聚变实验,测量出了反应产物氦核(α粒子),证明了无中子核聚变的(de)可行性。

此外,彭元凯在1984年提出的球形环设计,通过重新排列磁铁线圈降低长径(zhǎngjìng)比,能允许装置用更(gèng)低的磁场达到与(yǔ)传统托卡马克相同的三重积数。

“球形(qiúxíng)环的特点是对于空间的需求非常高,很难(hěnnán)去布置氘氚聚变所需的中子防护或氚增殖材料,反而我们做氢硼就不需要去考虑(kǎolǜ)这些,” 新奥集团聚变副总工程师杨圆明告诉界面新闻,球形环与氢硼燃料适配度高,在尺寸规模上(shàng)也更方便民营企业建造。

作为第一家入局核聚变的民营企业,新奥的进度并(bìng)不慢。

北京大学应用物理与技术研究中心特聘研究员康炜认为,新奥作为民营企业具有(jùyǒu)独特的研发机制优势,能让它在工程方面(fāngmiàn)快速进展。

“2018年10月开始做(玄龙-50),什么都没有,2019年7月机器放电成功,随后(suíhòu)进入(jìnrù)实验阶段,到现在(玄龙-50U)有了(le)最新成果。”彭元凯也感慨新奥的速度。

但新奥早已不是国内唯一试图争夺(zhēngduó)能源圣杯的公司,目前中国已成立(chénglì)多家商业核聚变公司,包括陕西星环聚能科技(kējì)有限公司、能量奇点(qídiǎn)能源科技(上海)有限公司、聚变新能(安徽)有限公司和瀚海(hànhǎi)聚能(成都)科技有限公司等。行业人才稀缺,新奥面临着各方的竞争。曾担任新奥集团副总裁、聚变研发CTO的郭后扬,于2022年加入能量奇点担任首席(shǒuxí)技术官。

新奥选择核聚变既(jì)是(shì)一场冒险,又是出于公司未来发展而谨慎筛选出的选择。“在没有抓到(dào)兔子的时候,所有猎狗都有希望。”康炜说,毕竟当前核聚变装置还未有成功的工程验证。

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