「核融合」技術就像是能源界的聖杯，描繪的是一個沒有碳排放、沒有核廢料，而且能源近乎無限的未來。
近年來，核融合產業吸引了數十億美元的投資，各國企業爭相競逐這項足以改變世界能源格局的技術。
其中一家位於美國西雅圖的核融合新創Helion Energy，以其獨特的「磁慣性融合」技術吸引微軟、OpenAI等科技巨頭的投資和合作，更計畫挑戰2028年商轉供電，成為全球能源領域的明日之星。
Helion Energy的核融合技術是什麼？為何在生成式AI爆發的現在扮演關鍵角色？
核融合發電：人類的終極能源解決方案？
隨著科技公司競相開發新的、更複雜的人工智慧工具，人們越來越擔心該技術所需耗費的龐大電力。而Helion Energy所研發的核融合技術可能是解方。
Helion Energy由David Kirtley、Chris Pihl等四位共同創辦人在2013年創立。四人先前都曾在華盛頓大學旗下的MSNW公司工作，致力於研究電漿物理學在航太和能源領域的應用，例如火箭推進系統就是其中一個研究項目，而這也讓他們累積了數十年的核融合相關研究經驗。
2010年左右，四人開始構思Helion Energy的雛形，並在2013年正式成立公司。雖然核融合是解決全球能源需求和氣候變遷的潛在方案，但目前尚未證實商業的可能性，而他們卻計畫將這個夢想變成現實。
核融合技術是什麼？跟我們所熟悉的核電廠發電方式有什麼差別？
相較於核電廠使用「核分裂」，亦即用重核（如鈾、鈽等）原子核分裂成兩個較輕的核產生能量。而核融合發電，簡單來說就是要製造「迷你太陽」，在極高溫和高壓下將兩個較輕的原子核（通常是氫的同位素氘和氚）融合成較重的氦原子，藉此釋放出巨大能量，且它在加工過程中幾乎不產生廢物或放射性發電的燃料，被視為「能源聖杯」。
然而，核融合發電技術難度極高，研發和建設成本高昂，且缺乏相關基礎設施。長久以來，科學家們都努力想創造類似的條件。
2022年12月，美國勞倫斯利佛摩國家實驗室 (LLNL) 的科學家們，終於成功克服了這個挑戰，首次實現了「凈能量增益」的核融合反應，也就是說，他們造出的「迷你太陽」產生的能量，比消耗的能量還要多，證明了核融合發電真的可行。
超過30家私人企業投入研發：Helion Energy的關鍵技術如何領先群雄？
目前，全球有超過30家公司投入核融合技術的研發，Helion Energy是最受矚目的公司之一。
Helion的發電機以「氘」和「氦-3」為燃料。氘是氫的同位素，存在於各種形式的重水中，可以輕易的從海水中提煉，而氦-3是融合這些氘原子後的產物。地球海洋中所含有的重水 (D₂O)，其所產生的電力足以為目前所有能源需求提供數十億年的電力。
他們採用了「磁慣性融合」技術，利用磁鐵所產生的高磁場來約束高溫電漿體，並透過快速擠壓電漿體產生核融合反應，而不需要像傳統核融合反應爐一樣先產生熱能把水變成蒸汽，再去推動渦輪機發電。此外，相較於多數研究核融合的發電站，Helion Energy的反應爐體積要小得多，成本也只有幾千萬美元。
根據執行長David Kirtley的說法，這些相對較小的反應爐可以產生50兆瓦的電力，足以供應約4萬個美國家庭用電。同時，「磁慣性融合」技術直接產生電力的方式，可以降低成本、提高效率且更容易在2028年開始商轉供電。
目前，Helion Energy已經建造了六個原型機，並在2021年6月宣布成為第一家將電漿體加熱到1億度的私人核融合公司。
他們預計今年第七代原型機「北極星（Polaris）」將開始運作，該機型具有更強的磁鐵，脈衝速度將比第六代機型「Trenta」快100倍，具備更好的核融合能量產生環境，如果成功，北極星將成為第一台展示淨電力輸出的核融合設備。
Helion Energy完成E輪募資，Sam Altman是背後最大金主
在需要龐大AI算力的今天，Helion Energy快速發展更吸引眾多科技巨頭的目光。
根據《WSJ》報導，OpenAI正與Helion Energy達成協定，計畫為數據中心提供電力。除了OpenAI之外，Helion Energy也與其他科技巨頭建立了合作關係，微軟去年就與其簽訂了供電協議，成為了Helion Energy的第一個客戶。
此外，Helion Energy更與美國鋼鐵製造商Nucor展開合作，計劃在2030年建造一座500萬兆瓦的核融合發電廠，這個數量足以為幾十萬戶家庭供電，大約相當於一個傳統發電廠。「核融合發電正在走出聯邦政府資助的研究專案領域，進入工業電力開發領域。」Helion首席執行長David Kirtley對此表示，這是核融合發電即將到來的信號。
事實上，Helion Energy成立不久就獲得了關注，2014年更入選Y Combinator孵化器，並計畫在三年內從核融合中創造出「能量」，而當時大多數工程師認為這需要幾十年的時間。
不過，雖然最初的目標是在三年內從核融合中創造出「能量」，但核融合發電的研發卻也需要大量的資金。而現在擔任該公司董事會主席，已投資3.5億美元（約為新台幣107億元）的OpenAI執行長Sam Altman，就成為了Helion Energy的最大金主。
除了Altman在2014年擔任Y Combinator執行長時所提供的150萬美元（約為新台幣4,500萬元）種子輪資金外，Helion Energy已陸續完成5輪募資。
2021年5月，Helion Energy所完成的5億美元（約為新台幣153億元）E輪募資，由Altman領投，前PayPal執行長Peter Thiel的Mithra Capital、Facebook共同創辦人Dustin Moskovitz皆有參與本輪融資。目前，Helion Energy累計募資金額為5億7,780萬美元（約為新台幣177億1,999萬元）。
「我們需要核融合，我們需要大幅降低太陽能發電和儲能的成本，或其他大規模的解決方案。」Altman將核融合形容為一項能源突破。「如果Helion取得成功，人們就可以避免氣候災難，並提供更好的生活品質。對我來說，Helion不僅是一項投資，除了OpenAI，這件事也花了我很多時間。」
核融合產業蓄勢待發，政府和監管機構的支持是關鍵
儘管核融合產業發展迅速，但要讓核融合發電真正進入主流市場，仍需要克服許多挑戰。除了技術上的突破，政府和監管機構的支持也至關重要。
為加速推動核融合發電的商業化，去年5月《美國能源部》（DOE）就宣布向8家核融合發電新創投入4,600萬美元（約為新台幣14億元），目標是在5到10年內實現核融合示範電廠。雖然Helion energy未在本次投資名單中，但該計畫也顯示美國政府對於核融合發電的高度關注。
「核融合讓我們能夠在地球上模擬太陽的能量廠，並產生能源。」美國能源部長Jennifer Granholm表示，為了讓核融合能夠走出實驗室，美國總統拜登致力於與全國各地的創新研究人員和公司合作。
在氣候變遷日益受到政府和消費者重視的背景下，清潔能源有效減少碳排放，但要實現核融合發電的商業化，仍需要各國政府和監管機構展開合作。唯有如此，Helion Energy才能實現其創造「清潔、可靠且豐富能源來源」的使命，讓核融合發電早日成為現實。
參考資料：《創新拿鐵》、《GeekWire》、《The Wall Street Journal》、《數位時代》、《Contrary Research》、《Innovation Newsnetworks》、《Business Wire》、《Tech Crunch》、《Tech Crunch》、《Crunchbase》、《Helion Energy》、《The Wall Street Journal》、《Helion Energy》、《Department Of Energy》
本文授權轉載自：Meet創業小聚
