以色列能源与基础设施部 10 月 22 日发布一份战略报告,称以色列正面临融入全球核聚变产业的历史性机遇窗口,并首次提出国家核聚变计划框架,呼吁立即行动以参与这一正在成形的新兴产业。
报告由该部规划、政策与战略司与首席科学家办公室共同起草。报告认为,未来数年对以色列融入该领域“至关重要”。全球聚变产业正处于技术、标准与未来供应链的塑造阶段,而以色列在多项关键技术上具备独特优势。
报告列举的相对优势包括高功率激光系统、功率电子与射频技术、人工智能与仿真、先进材料以及机器人技术。报告称,其中部分能力源自多年来在国防工业与以色列高科技产业中的积累,有望帮助以色列企业与研究者在全球聚变产业中占据重要位置。
为弥合差距,报告提出扩大研究投入、建设并开放公共研究基础设施、扩建以色列核聚变与高温等离子体研究所、建立人才培养计划、开展国际合作并加入既有联盟、鼓励相关技术企业进入该领域,以及构建适配的监管框架。三套可选方案的估算规模为:
基础方案:扩建聚变研究所,五年内投入约 5000 万至 1 亿新谢克尔(约 1600 万–3200 万美元),用于奖学金、人才培养与学术研究;
基础设施聚焦方案:建设聚变研究中心,5 至 7 年内投入约 5 亿至 10 亿新谢克尔(约 1.59 亿–3.18 亿美元),并在公私合作下设立专项融资通道,向学术界与产业界开放 SARAF 等国家研究设施;
广泛方案:制定国家级聚变计划,7 至 10 年内投入 10 亿至 20 亿新谢克尔(约 3.18 亿–6.37 亿美元),构建完整国家创新生态,包括设立国家专项管理机构、升级核心研究设施、建立学术培养体系,并研究在国际合作框架下在以色列建设示范堆(实验堆)。
报告点名的本土初创企业中,nT-Tao 与 FusionMantle 分处不同环节。据 nT-Tao 官网介绍,该公司正在研发一套 20 兆瓦级(20 MWe)的紧凑型聚变能源系统“Tao Energy Box”,其核心是一台脉冲式高密度磁约束发生器“Tao Core”。公司称,该系统结合成熟等离子体物理、紧凑环形容器拓扑与先进脉冲功率电子技术,目标是把聚变装置做小,以便批量制造并就近部署在用电侧。
Tao Core
按公司披露的参数,Tao Core 在紧凑环形容器内实现 8 至 10 特斯拉的高磁场,并通过旋转电磁场在加热脉冲期间抑制等离子体不稳定性;其高密度等离子体运行区间约为每立方米 10²² 个粒子,依托专有的脉冲加热架构实现。公司称,这一运行区间对大型装置并不现实。公司还称,紧凑尺度使单套系统的完整工程迭代周期缩短至 9 至 12 个月,从而加快学习曲线并控制开发成本;在部署端,系统从 Tao Core 到汽轮机、电容与发电机均保持紧凑,占地小,可并网或离网安装,并可通过模块化堆叠扩展容量,适用于陆地与海上等分散场景。
报告同时指出以色列本土的短板:缺乏专用实验设施、等离子体及核物理专业人才不足、尚未建立适配的国家监管框架,以及产学研活动规模相对领先国家有限。
全球层面,报告援引数据称,自 2021 年以来该领域私人投资已超 140 亿美元,仅过去一年即约 45 亿美元,同比增长约 69%。报告估计,首批商业聚变电站可能在 2030 年代并网,2040 至 2050 年间或形成规模达数千亿美元的全球市场。科技巨头亦已入局:微软与 Helion Energy 签署未来购电协议,谷歌投资 Commonwealth Fusion Systems 并签署购电协议,动因之一是对数据中心清洁可靠电力的需求上升。
以色列方面,该部约四年前已设立“以色列核聚变与高温等离子体研究所”,nT-Tao 在早期阶段曾获该部支持;FusionMantle 则专注堆芯部件研发。Soreq 核研究中心的 SARAF 加速器与专用激光设施亦可作为研究基础。报告还指出与美国、德国等国深化合作、加入既有国际研究框架的潜力,其中包括新设立的以(色列)德(国)核聚变合作框架。
报告强调,未来数年作出的决策将决定以色列在未来数十年全球聚变产业中的位置;若政府不采取行动,以色列可能错失全球供应链成形阶段,日后难以融入。该部同时将此视为产业与经济机遇:把以色列已有的能力转化为可融入全球新能源产业的产品、部件与技术。
参考资料:
1.https://www.gov.il/he/pages/news-221026
2.https://www.nt-tao.com/nt-tao-technology
3.https://fusionmantle.com/

