微軟將採購由核聚變初創公司Helion產生的電力，Helion預計2028年前上線50兆瓦核聚變發電項目，但仍面臨核聚變技術挑戰和發電監管挑戰。OpenAI首席執行官山姆·奧特曼為Helion注資3.75億美元，他之所以喜歡OpenAI和Helion這兩家公司，是因為如果能降低智能和能源成本，人類生活質量將大幅提高。

“如果我們能用越來越少的錢讓人工智能係統變得越來越強大，就像我們在Helion試圖在能源方面做的那樣，我認為這兩個項目在精神上非常一致。”

Helion團隊在其辦公地點合影。

微軟日前表示已與核聚變初創公司Helion Energy簽訂電力採購協議，將在2028年採購由該公司生產的電力。這筆交易是微軟對迄今尚未商業化的核聚變投下了一張“信任票”。

而OpenAI首席執行官山姆·奧特曼（Sam Altman）也為Helion Energy投資了3.75億美元，這是他個人迄今為止最大的一筆投資。“六個月前，也有很多人對人工智能持懷疑態度。”奧特曼說，核聚變目前還有很多巨大的挑戰需要解決，但他充滿信心。“我認為人們對此表示懷疑是可以的，最終減少疑慮的方式是向人們展示它在商業環境中確實有效，比如交付這筆交易。”

2028年前上線50兆瓦核聚變發電項目

核聚變被譽為清潔能源的聖杯，如果能夠在地球上對核聚變加以利用並商業化，它有望產生幾乎無限的清潔能源。據CNBC（美國消費者新聞與商業頻道）報導，投資者已向核聚變私企投入了50億美元。

Helion創始人兼CEO大衛·柯特利（David Kirtley）。

Helion成立於2013年，總部位於美國華盛頓州埃弗雷特，目前擁有約150名員工。其早期最重要的投資者之一奧特曼也是開發了聊天機器人ChatGPT的人工智能公司OpenAI的創始人，而微軟又是OpenAI的投資方。

迄今為止，Helion已籌集5.7億美元風險投資，其中奧特曼2021年投資了3.75億美元。他表示，核聚變的潛力“巨大得令人難以置信”，“如果我們能讓它起作用，如果我們能真正實現豐富、廉價、安全、清潔能源的夢想，這將改變社會。這就是為什麼我這麼長時間以來一直對這個項目充滿熱情。”

據CNBC報導，奧特曼表示，之所以喜歡OpenAI和Helion這兩家公司，“原因是如果我們能降低智能和能源成本，我們所有人的生活質量將大幅提高。”如果對人工智能的需求和使用繼續增加，那麼對能源的需求也會增加。在他看來，OpenAI和Helion這兩個項目對人類的未來同樣重要，而且相互關聯，“如果我們能用越來越少的錢讓人工智能係統變得越來越強大，就像我們在Helion試圖在能源方面做的那樣，我認為這兩個項目在精神上非常一致。”

作為此次電力採購協議的一部分，Helion預計將在2028年之前上線核聚變發電設備，並在商定的一年內達到50兆瓦甚至更大的目標發電規模。當聚變裝置全速運轉產生50兆瓦的能量時，它將能夠為華盛頓州大約4萬戶家庭提供電力。雖然Helion與微軟的協議是讓50兆瓦的電力上線，但該公司的最終目標是生產1GW（1GW=1000兆瓦）電力，也就是賣給微軟的50兆瓦的20倍。Helion目前正在建造其第七代核聚變裝置“北極星”（Polaris），目標是在明年之前發電。

據《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）報導，Helion預計將發電廠建在華盛頓州的某個地方。50兆瓦對於發電廠來說並不多，一個典型的美國天然氣發電廠的發電能力現在遠遠超過500兆瓦。但如果Helion成功了，那將是一件大事，因為經濟、商業化的核聚變發電廠可以提供穩定的清潔電力，不存在太陽能和風能的間歇性挑戰，也不存在與核裂變技術相關的爭議和擔憂。

核聚變技術挑戰和發電監管挑戰

傳統核電站的核裂變反應是將原子分開，而核聚變則是在極高的溫度下將原子聚集在一起。這就產生了一個新原子，失去了一些質量，損失的質量產生了大量的能量。

大多數其他實驗室和初創公司依靠強大的激光或被強大磁體包圍的託卡馬克（一種利用磁約束來實現磁約束聚變的環性容器）來創造持續發生聚變反應的條件。比如去年12月由美國政府資助的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室首次成功在激光核聚變反應中實現“淨能量增益”，即聚變反應產生的能量大於促發該反應的鐳射能量。這也是到目前為止唯一一個實現“淨能量增益”的研究小組。

另外，將核聚變商業化的著名途徑之一是使用託卡馬克裝置。法國南部在建的國際核聚變項目ITER（國際熱核聚變實驗堆計劃）正在建造託卡馬克。從麻省理工學院分離出來的聚變初創公司聯邦聚變系統（Commonwealth Fusion Systems，CFS）已籌集超過20億美元資金，該公司也在使用託卡馬克技術，計劃在21世紀30年代初將其第一座發電廠接入電網並出售電力。

據《麻省理工科技評論》報導，Helion在開發的特殊方法是“脈沖不點火聚變系統”，裝置是一個6×40英尺（1英尺=0.3048米）的槓鈴形狀的“等離子加速器”，它使用強大磁體將氣體混合物加熱到能讓原子分裂的程度，在設備的兩端形成被稱為等離子體的超高溫物質環。磁體會以每小時100萬英里（約合161萬公里）的速度推動這些環相互撞擊，並在裝置中間進一步壓縮它們，從而產生超過1億攝氏度的溫度，引發核聚變反應，其中原子核碰撞，質子和中子結合，釋放出各種粒子，並產生能量。

等離子加速器。

其他核聚變方法需要額外的步驟將能量轉化為電能，但Helion首席執行官大衛·柯特利（David Kirtley）表示，Helion的核聚變過程可以直接回收電力。當等離子體繼續加熱和膨脹時，它自己的磁場會推動設備周圍磁體產生的磁場，這就驅動了帶電粒子流，也就是所謂的電流。而這反過來又給一個被稱為電容器的能量存儲裝置充電，該裝置為磁體供能發射下一個脈衝。

威斯康星大學麥迪遜分校核工程教授保羅·威爾遜（Paul Wilson）表示，如果一座商業核聚變發電廠在2028年建成並投入運行，他會感到驚訝，但如果真的發生“將是令人興奮的”。

他同意Helion的方法有固有優勢，但也注意到一些弊端。實現核聚變最簡單的燃料選擇是氫的兩種同位素，也就是氘和氚的組合，但Helion用氦-3替換了後者，這將產生更少的中子。氦-3是一種非常稀有的氦，Helion曾從美國政府的戰略儲備中獲取氦- 3，目前也開始自己製造。利用氦-3使獲得必要燃料的過程和實現聚變條件所需的工程變得複雜。脈衝方法也使得前期工程更加棘手，威爾遜說，挑戰在於能否產生足夠大的脈衝來得到足夠的能量，然後捕獲足夠的能量來為下一個脈衝提供能量。“如果他們能夠做到這一點，那麼他們在系統其餘部分可能面臨的工程挑戰將比其他一些公司正在努力完成的要容易得多。”

除了技術挑戰，Helion要想將核聚變產生的電力提供給客戶，需要在傳輸和監管方面進行多年的提前規劃。在美國，將新的發電設備接入電網需要數年時間。柯特利表示，公佈微軟採購Helion電力的消息，原因之一就是可以與相關社區、監管機構和電力公司合作。