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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

界面新闻记者|戴晶晶(jīngjīng)

界面新闻编辑|张慧 杨悦

十几年前,新奥集团(下称新奥)在位于(wèiyú)河北(héběi)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。

今年4月(yuè),界面新闻来到这个高德地图标为“新奥光伏”的地方(dìfāng),见到却是“电磁诊断(zhěnduàn)实验室”、“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,还有一台布满管道的聚变(jùbiàn)实验装置“玄龙-50U”。

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

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(lǐngyù)已耕耘八年,研发(yánfā)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)说是非国家队背景中规模最大的核聚变商业公司。在运核聚变实验(shíyàn)装置“玄龙(xuánlóng)-50U”,初步计划投资60亿建造下一代聚变装置“和龙-2”。

界面直击|“人造太阳”技术(jìshù)再获突破,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(jìshù)》(Plasma Science and Technology,PST)上,发表13篇基于“和龙-2”实验装置的物理(wùlǐ)设计论文,引起(yǐnqǐ)外界(wàijiè)关注。

一家城燃公司挑战“终极能源”让人意外(yìwài)。

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

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

可控核聚变(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(hěn)稀缺。

今年4月,新奥宣布(xuānbù)“玄龙-50U”突破百万安培(兆安)等离子体电流,为全球(quánqiú)首次实现兆安级氢硼等离子体放电。

可控核聚变领域存在着(zhe)一个著名的“50年(nián)悖论(bèilùn)”,即距离实现可控核聚变永远只有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(jùbiàn)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。

有业内专家告诉界面新闻,氢硼是(shì)核聚变理想的终极燃料,新奥这是在替后人(hòurén)踩雷铺路。也(yě)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前,已成为燃气行业风云人物(fēngyúnrénwù)多年。

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

随着中国1998年(nián)后(hòu)推进公共事业改革、“西气东输”拉开帷幕,新奥走出廊坊,拿下几十个城市的燃气特许经营权(jīngyíngquán),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(néngyuán))成功在香港上市。

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

“随时可能受到资源制约,十年后新奥卖什么?城市燃气(ránqì)销售难以形成品牌,20年后新奥是什么?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会议上(shàng)提出三个(sāngè)问题。

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

2007年,王玉锁(wángyùsuǒ)还一度引进美国产线押注(yāzhù)非晶硅薄膜太阳能电池板,计划投资140亿元进军光伏。

除了在能源圈开疆拓土,新奥还陆续(lùxù)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,也乐于投资具有潜力(qiánlì)的领域。

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

此外(cǐwài),随着售气规模扩大,毛利率较高的接驳业务,在新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(fèi)收取监管(jiānguǎn)日趋严格,新奥的燃气业务很难维持高速增长。

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

新奥能源的毛利率还在持续下滑

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

2017年,新奥不再(bùzài)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、二维新材料等均悉数在(zài)列,最后锚定在了难度系数极高的核聚变。

机缘巧合之下,可控核聚变进入王玉锁的(de)视野。

2016年,一家(yījiā)海外机构通过国内高校向王玉锁推荐(tuījiàn)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了核聚变。

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

与此同时,聚变界(jiè)也开始热闹起来。

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

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

2018年,衍生(yǎnshēng)于麻省理工学院(MIT)的(de)联邦聚变系统公司(CFS)正式成立,开发高温超导(HTS)磁体,为建造更紧凑、更便宜的核聚变装置(zhuāngzhì)提供了可能。

2018年4月(yuè)的一场研讨会上,王玉锁(wángyùsuǒ)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,决定邀请他成为新奥(xīnào)核聚变团队的技术领头人。

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

彭元凯(péngyuánkǎi)(Y.K. Martin Peng)是聚变界著名的(de)华裔科学家,在美国橡树岭(lǐng)国家(guójiā)实验室(shíyànshì)(ORNL)工作期间提出了球形托卡马克(ST,又称球形环)约束概念,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(yǒu)分量的聚变科研项目,与王玉锁可以(kěyǐ)说是一拍即合。

与其等别人来颠覆(diānfù)新奥,不如由我们自己来颠覆自己,研发可持续、安全的清洁能源。”新奥能源研究院聚变技术首席(shǒuxí)科学家的彭元凯头发花白,在接受(jiēshòu)界面新闻等媒体采访时,回忆了当时加入(jiārù)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研究院工作的袁保山、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(shíyàn)战略家郭后扬等人(rén)加入(jiārù)专家团队。

数据来源:各公司官网、聚变行业协会(FIA);制图:戴晶晶

过去(guòqù)几年,在高温超导、人工智能(AI)等技术突破的(de)推动(tuīdòng)下,全球核聚变初创公司涌现,行业融资规模水涨船高;业界不断传出实验装置取得关键进展的消息,甚至有企业将核聚变发电质变点的时间线(xiàn)提前至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(zhūduō)质疑,主要(zhǔyào)原因是——它选择的氢硼聚变路线太难了。

当前可控核聚变技术路线主要(zhǔyào)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托卡马克,实现(shíxiàn)氘氚聚变反应,是当前国际主流的研发技术。

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

有专家认为,新奥的氢硼聚变要比氘氚(chuān)难上一万倍。

这主要是由于实现氘(dāo)氚反应需要的聚变三重积较小,约是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(shùliàngjí),反应堆温度要达到10-20亿摄氏度才能(cáinéng)实现燃烧。

三重积或Q值,是衡量(héngliáng)核聚变装置水平最关键的参数。

1957年,英国科学家J.劳森提出著名的(de)劳森判据(pànjù)(Lawson criterion),即为了实现自持核聚变(héjùbiàn),聚变装置的能量(néngliàng)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未实现过(guò),最好的实验成绩还停留在(zài)上世纪。

日本的JT-60装置以氘(dāo)-氘为燃料,保持着目前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(chuān)已实现Q>1。磁约束可控核聚变装置中,实际投入氘氚燃料反应创造的最高Q值纪录为来自(láizì)欧洲联合环(huán)(JET)的0.67。

JT-60后来被升级成(shēngjíchéng)JT-60U,又于2009年被拆除,目前已重建成JT-60SA投入运行。JET则(zé)在2023年全年开展(kāizhǎn)了最后的氘-氚实验,启动了退役工作。

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

新奥在过去八年鲜少对外公布的聚变实验进展,今年(jīnnián)4月16日,新奥宣布(xuānbù)“玄龙-50U”实现了高温高密度百万安培(兆安)等离子体电流(diànliú),等离子体电流达到1兆安,温度达到4000万度。 作为对比,今年(jīnnián)3月,同为托卡马克路线的(de)“中国(zhōngguó)环流三号”(HL-3)国内首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度

这给新奥带来了巨大的(de)鼓舞。

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

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

彭元凯说,新奥有决心在2035年运行球形(qiúxíng)环氢硼(péng)的发电工程示范,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(jīngguò)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,最终在2022年(nián)确定氢硼球形环路线。

这一技术有(yǒu)很大的优势(yōushì):“无中子,低成本,燃料丰富”,商业化前景更佳。

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

新奥能(néng)源研究院聚变理论模拟首席科学家谢华生也对界面新闻指出,新奥一开始就(jiù)瞄准商业化目标,成本必须(bìxū)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(péng)聚变是通过氢原子核和硼原子核的聚变反应,产生3个带正电的氦-4核,释放大量能量,不(bù)产生放射性的中子。

在原料(yuánliào)获取上,除了常规的氢,新奥使用硼11作为(zuòwéi)燃料,后者已能量产。新奥称,氢硼燃料在未来聚变发电中成本占比连千分之一都(dōu)不到。

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

另外,氘(dāo)氚反应产生高能中子,对材料的(de)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(nián)的(de)聚变研发中,没有人生产过哪怕一丁点电力。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就对此提出质疑,“从来(cónglái)没有人能够将中子(zhōngzi)轰击转化为电力。”

国内一家聚变(jùbiàn)商业公司(gōngsī)的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硼聚变路线(lùxiàn),其中最(zuì)有名的是1998年于美国成立的TAE Technologies。

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

此外,彭元凯在1984年提出的(de)球形环设计,通过重新排列磁铁线圈降低长径比,能允许(yǔnxǔ)装置用更低的磁场达到与传统(chuántǒng)托卡马克相同的三重积数。

“球形环(huán)的特点是对于空间的需求非常高,很难去布置(bùzhì)氘氚聚变所需的中子防护或氚增殖材料,反而我们做氢(qīng)硼就不需要去考虑这些,” 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,在尺寸规模上也更方便民营企业建造(jiànzào)。

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(yìngyòng)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(mínyíngqǐyè)具有独特的研发机制优势,能让它在工程方面快速进展。

“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,随后进入实验阶段(jiēduàn),到现在(玄龙-50U)有了最新成果(chéngguǒ)。”彭元凯也感慨新奥的速度(sùdù)。

但新奥早已不是国内唯一试图争夺能源圣杯的公司,目前中国(zhōngguó)已成立多家商业(shāngyè)核聚变公司,包括陕西星环聚能科技有限公司、能量奇点能源科技(上海(shànghǎi))有限公司、聚变新能(安徽)有限公司和瀚海聚能(成都)科技有限公司等(děng)。行业(hángyè)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技术(jìshù)官。

新奥选择核聚变既是一场冒险,又(yòu)是出于公司未来发展而谨慎筛选(shāixuǎn)出的选择。“在没有抓到兔子的时候,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(gōngchéng)验证。

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