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最大核融合公司CFS 拚2035年前蓋出商轉電廠

最大核融合公司CFS 拚2035年前蓋出商轉電廠 cover

在美國麻薩諸塞州郊區一棟不起眼的工業建築裡,擺著巨型環形超導線圈、電漿診斷儀器和液氮管線。這裡是被稱為全球最大核融合公司的Commonwealth Fusion Systems(CFS)。

這家公司由麻省理工學院電漿科學與核融合中心團隊在2018年創立,六年內募資近40億美元,目標在2030年代中期推出世界第一座商轉核融合電廠,提供400MW等級的綠色基載電力。

CFS正在建造名為SPARC的實驗反應爐,預計2026到2027年啟動。SPARC不發電,而是要驗證科學淨能量突破,設計目標能量增益Q值達10,成為第一座真正達成可商業化核融合條件的裝置。

真正的商業目標是下一代ARC電廠,採用液態金屬壁(FLiBe)吸收中子產熱、增殖燃料氚並保護爐壁,工程設計預計2030年前完成,2035年前建成商轉。

CFS的第一個優勢是高溫超導磁場。傳統托卡馬克磁場約5特斯拉,裝置越做越大越貴;CFS採用稀土鋇銅氧化物(REBCO)高溫超導磁體,磁場達20特斯拉,裝置更小、更便宜,也具備量產潛力。

第二個優勢是資金與投資陣容:比爾蓋茲的突破能源創投、Google、新加坡淡馬錫、義大利能源巨頭Eni都在股東名單上,讓公司能快速推進工程、提前建立供應鏈。

第三個優勢是麻省理工的科研後盾,擁有世界級的電漿物理、超導工程與控制系統團隊,這是其他新創難以複製的底氣。

挑戰同樣巨大。首先是超導系統商業化:線材成本、線圈冷卻、機械應力與長期運轉可靠性,都是2021年展示20特斯拉磁場之後必須跨越的門檻。

其次是電漿穩定。托卡馬克最大的問題是電漿崩裂,CFS以AI控制磁場、快速反應線圈和液態金屬壁應對,但要證明ARC能長期穩定運作,仍是物理與工程的雙重挑戰。

第三是氚燃料供應與能量轉換。氚在自然界幾乎不存在,ARC雖用FLiBe製氚,仍須跨越高效率門檻;極高的熱通量也要求熱交換器耐高溫、耐腐蝕、耐中子轟擊。

為此CFS把AI與數位孿生深度結合:西門子Xcelerator做工程設計與生命週期管理,輝達Omniverse整合物理模型,再與Google DeepMind合作以AI控制電漿,把數十年的實體實驗壓縮成數週的模擬計算。

監管環境也出現利多:美國核管會2026年4月公布核融合發電適用10CFR30法規,而非傳統核分裂的10CFR50/52,動輒五年起跳的審查時程大幅縮短。