杨钊:研究能源“洪荒之力”,探索人类终极能源解决方案
2024-07-07杜晨薇邹娟
杜晨薇 邹娟
在科技日新月异的今天,清洁能源的探索与研发成为时代的焦点。一位年轻的物理学家,带着对可控核聚变技术的执着追求,在上海临港新片区创立了国内首家专注于聚变能源研发的创业公司——能量奇点,开启了他实现人类能源自由梦想的征程。这位创业者名叫杨钊,他毕业于北京大学物理系,后在美国斯坦福大学获得理论物理博士学位。
杨钊想要做一件超越人们想象空间的事:研制出Q(聚变能量增益因子)大于10的高温超导托卡马克装置,在10到15年内实现可控核聚变的商业化。而人类目前能够达到的最大Q值是1.53。
杨钊的“野心”,依托于客观现实:今年3月,能量奇点建成了全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”,目前正在进行点亮等离子体前的调试准备工作,同时正在同步研发全球磁场强度最高的聚变装置磁体。这意味着,解题过程中,许多受制于能源的节点将得到疏通,人类能源自由,不再是梦。
回国创业
2009年,杨钊考入北京大学,学习物理。“北大教会了我‘学物理和‘物理学的区别,让我摆脱了由于‘成绩好而喜欢‘学物理的功利心态,也让我开始用简单且普适的思考方式理解世界,并喜欢上真正的‘物理学。”
用物理改造世界,杨钊觉得,人类的发展在大时间尺度上存在相对稳定的规律,物理人则应当承担起顺应社会发展规律,做出自己贡献的责任。而可控核聚变技术的商业化,不仅被认为是人类发展的必然方向,也是物理学对于人类短期未来生活影响最大的变革之一。
去斯坦福大学攻读物理学博士学位,是杨钊成为一个创业者的前夜,最重要的生命篇章。四年学习中,他开始逐步意识到,要想实现可控核聚变能源的商业化,唯一渠道是创业。
然而创业并不是件容易的事,杨钊说,他的专长在量子引力、量子信息、以及人工智能和弦论的交叉等基础理论物理研究。尽管已经有了丰富的学术科研经验,但要创办一家公司,还需要有充分的创业经验、公司的运营管理能力。“公司要商业化,我必须克服这些短板。”2019年,在杨钊踏上回国飞机的那一刻,他的第一个创业设想,也同步起航了。
那是国内首家人工智能+音乐教育公司。杨钊带领团队开发了国内第一个利用人工智能算法教授钢琴初学者弹奏方法的App“A班练琴”。也是在这个过程中,他经历了产品研发,用户增长,市场营销,用户服务等全产品生命周期的创业过程,完成两轮融资。
许多人或许因为走得太远,而忘记了为什么出发,但杨钊没有。最近五年,随着高温超导材料的日益成熟和人工智能技术的飞速发展,高温超导强磁场托卡马克成为国际上备受关注的可控核聚变技术路线。美国涌现出几十家聚变能源创业公司,可控核聚变进入产业化发展时代。持续关注着市场变化,到2021年,杨钊觉得,是时候真正下场参与了。
“从早期的全国各地调研论证开始,到聚焦高温超导小型化托卡马克技术方向,再到组建最初的创始团队,最终,我们决定成立能量奇点能源科技(上海)有限公司,并把它放在东海之滨、滴水湖畔的临港新片区。”杨钊说。
创造一种新的可能
“聚变能源,是人类能源未来的终极解决方案。”杨钊在采访中坚定地说。可控核聚变反应,模拟太阳产生能量的过程,不产生放射性废料,且能源几乎无穷无尽。这样的愿景让杨钊看到了希望,也让他深感责任重大。
公司成立以来,能量奇点的科研脚步片刻不曾停:“洪荒70”托卡马克首个环向场线圈磁体研制完成、首个中心螺线管线圈研制完成、主机系统交付、局部螺旋磁通注入系统测试成功…… 再过一两个月,能量奇点研发建成的全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”将点亮等离子体。
“洪荒70”直径约3.6米,全部磁体系统均采用高温超导材料建造。“此前,世界上还没有一台全高温托卡马克装置,我们想验证它的可行性和运行稳定性。”杨钊介绍,能量奇点研发建设的第一台托卡马克装置“洪荒70”在今年2月底已完成总装。“洪荒70”是全球首台建成运行的全高温超导托卡马克,在完整装置层面验证高温超导技术路线的可行性。这一里程碑式的进展,无疑为聚变能源技术商业化应用注入了强大动力。
同时,杨钊和他的团队正在研发适用于下一代高参数装置的环向场磁体线圈,该磁体的磁场强度达25特斯拉,预计在今年年底完成,届时将成为全球磁场强度最高的聚变装置磁体。
“以‘洪荒70和高场磁体为基础,我们的下一个目标是在五年内建成一台可实现氘氚等效10倍能量增益的先进托卡马克,且这台装置比美国正在建设的同类型装置尺寸更小,性价比更高。”杨钊说道。此外,他们还将积极探索聚变能源在深海探测、太空旅行等领域的应用前景,为人类探索未知领域提供强大能源支持。
“我们不仅仅是在研发一种技术,更是在创造一种可能。”杨钊的话语中充满了对未来的期待和信心。
最正确的决定
能量奇点落地临港后,仅用了一年时间,就从一个4个人的团队,发展为一个120多人的世界级研发和工程人才团队,其中还包含多名国家级和省级高层次人才。
2022年2月,米哈游联合蔚来资本领投了能量奇点,此时距离公司成立只有8个月。如今,杨钊已带领公司完成了两轮数亿元的融资,建成国内第一个高温超导托卡马克磁体厂房,自研出了高温超导环向场磁体、中线螺线管磁体以及极向场磁体,每个磁体的成功研制,都是新技术的零的突破。
“回想回国创业的历程,到上海,到临港,是我做过最为正确的决定之一。”杨钊说,上海在核电技术领域长期积累,形成了完整的产业链。上海也是我国高温超导产业的中心,拥有最集中的高温超导带材供应能力。以“洪荒70”为例,绝大部分高温超导带材来自上海超导科技股份有限公司,关键机械部件加工则交给了上海电气核电集团,装置总体安装由中核五公司承接,装置的环境和辐射安全评估由上海核工院负责……去年,上海市科委、市经信委和临港新片区管委会还为公司提供了累计超千万元的经费支持。
全球85%的聚变公司预测2040年前才将实现可控核聚变发电。能量奇点也规划在2035年左右研发出“洪荒380”,作为首个可商业化的聚变发电示范堆。中国的“洪荒之力”,也许将在那时震惊世界。