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谭熠曾受到“群嘲”。
在一次公开演讲中,这位清华大学工物系副教授、同时也是星环聚能的首席科学家,抛出了一个论断:可控核聚变的商用可能已经不需要50年了,甚至只需要10年。
视频火了,评论区也炸了,绝大多数声音是“嘲讽”。毕竟在物理学界,“核聚变距离商用永远还有50年”几乎是一句魔咒。谭熠看完了所有评论,没太在意。倒是他的一位表弟看不过去,把那些骂声一条条怼了回去。
这个小插曲,也是折射出谭熠当下的一个处境:作为一位科研人员,他深知聚变依然面临着上世纪70年代就确定下来的三大难题——燃烧等离子体、耐辐照材料、氚循环,这些大山一直都在。但作为星环聚能的首席科学家,他又看到了那种非线性的变化:当资本的密度和人才的密度达到临界值,解决问题的速度足以发生“相变”。
“问题并没有减少,但我们解决问题的速度急剧变化了。”谭熠说。
近日,上海未来启点社区专访谭熠。在访谈中,谭熠也展现出了一种极具反差感的特质。
他谈论着托卡马克的磁面与约束,同时也计算着LCOE(平准化度电成本)。在他眼中,传统的托卡马克路线大概率能做成,但很难赚到钱。“电力市场虽大,却不会因为你是聚变电就多付一分钱。”这个从成立公司第一天起,就对「商业闭环」的极致敏感度,让星环聚能选择了「工程挑战极大、但经济性极佳」的“球形托卡马克”路线。
他和陈锐(星环聚能CEO)是清华同窗,已在可控核聚变这条道路上并肩行走了二十余年。2021年美国核聚变领域接连传来重大消息,点燃了全球资本的热情,也让谭熠和陈锐敏锐地意识到,要将自己多年技术积累进行商业化转化。
同年10月,星环聚能成立,陈锐任CEO,负责战略、融资与商业化,同时也辞掉了中央财经大学的教授职务;谭熠任首席科学家,专注技术研发。公司核心班底正是他们所在的清华大学工程物理系聚变团队,公司从成立至今,核心技术团队无一人主动离职。这群顶尖的理工生找到了一种甚至比打游戏更刺激的反馈:攻克一个人类顶级难关。
他们把自己扔进了一场“赌局”,奖赏同样很诱人,那就是「让人类实现能源的终极自由」。
以下为访谈摘录:
01
传统路线“能做成”,
但“很难赚到钱”
Q
核聚变有托卡马克、仿星器、磁惯性等多种路线。星环聚能为什么一开始就死磕“球形托卡马克”?这个选择背后有哪些妥协?
谭熠:我承认,选择这条路线确实有路径依赖,毕竟我研究它研究了20年。
2016、2017年左右的时候,我们在清华的团队对球形托卡马克的优缺点已经摸得非常透了。
它的缺点很明显:空间局促,很难塞进传统的加热设备;中心柱也就是那个苹果核的位置,要塞满磁体、螺线管、屏蔽层……还要面对最高密度的热负荷和核辐射,简直就是个“核能炼狱”。
既然这么难,为什么还要选?因为我们算了一笔账:LCOE(平准化度电成本)。
我从商业化的终局往回推:如果核聚变真的实现了,它凭什么在电力市场上生存?电力市场是无情的,不会因为你是聚变发出来的“高科技电”,就给你更高的电价。我们测算下来发现,传统的托卡马克路线(注:如ITER)技术风险确实最低,“做成”大概率是没问题,但它的体积太庞大、造价太昂贵,很难靠卖电赚到钱。
相比之下, 球形托卡马克结构极其紧凑,建设成本也会大幅降低。这意味着如果我们要“通过发电”实现盈利,这会是一条极具竞争力的路径。在这个逻辑下,我们愿意接受它的“代价”。
中心柱的热负荷和材料挑战,我们通过独特的设计、最新的材料去解决;它的加热难题,我们尝试用新的物理机制去绕开。这是一场用“工程难度”换取“商业生存权”的交换,我们认为非常值得。
Q
你提到的“绕开加热难题”,指的就是星环聚能的“多脉冲重复重联加热”?
谭熠:对。传统的托卡马克像一个巨大的甜甜圈,加热它需要庞大的微波、中性束等辅助设备,这些设备本身就很贵,而且在球形托卡马克狭小的空间里很难布置。
而“磁重联”利用的是磁场本身的能量释放来加热等离子体。在实验中,我们能观测到离子温度曲线因此出现非常陡峭的爬升。这种方式能大幅简化装置结构,去掉昂贵的辅助加热系统,让聚变堆更便宜、更小巧。
Q
但这是一条少有人走的路。技术上已经验证到什么程度了?
谭熠:我们在与清华合作的SUNIST-2装置上,已经看到了非常振奋的结果。
这种加热方式带来的离子温度爬升,非常陡峭,我们甚至观测到了1.5千电子伏(keV)以上的等离子体温度,换算一下,大约是1700万摄氏度。这在这么小的装置上是非常惊人的。
当然,作为科研人员,我必须保持底线思维。理论上,磁重联加热没有上限,就像在大自然甚至宇宙中观测到的那样。但在实验室稳定复现之前,我不敢打包票说它一定能直接烧到聚变点火。
我们也准备了Plan B,万一重联加热到了某个阶段遇到物理瓶颈,那我们就补上中性束或其他辅助加热手段。也许最终方案不如最初设想的那么“极简”和“完美”,但只要能把火点着,这条低成本路线依然是成立的。我们要做的,是确保这条路只成不败。
02
“手搓”200个磁体与AI的“双向奔赴”
Q
“高温超导磁体”被公认为核聚变加速的关键变量。在这个领域,星环聚能要如何解决?
谭熠:我们必须自己造,而且是几乎从零开始建立生产线。
现在我们已经有了一个完整的高温超导磁体车间,也就是「带材进厂,成品磁体出厂」。为了验证工艺,我们哪怕在一些细节如接头、绝缘、封装上,都做了大量的测试,大概“手搓”了快200个小验证磁体,这里面大部分都失败了,但正是因为这些失败,我们筛选出了六、七种真正可用的工艺。
在这个基础上, 我们做了两个“大家伙”,一个是大型的「D型环向场磁体」,另一个是对工艺要求极高的「中心螺线管磁体」。
除了磁体本身,我们甚至被迫研发了自己的检测设备。因为这个行业太新了,市场上买不到现成的交流损耗测试仪、自动化温循设备。我们只能自己动手,把这些基础设施一点点搭建起来。
Q
现在AI席卷一切,聚变领域也不例外。AI对你们来说到底意味着什么?
谭熠:AI和等离子体物理,有一种天然的“亲缘关系”。
等离子体最大的特点是“集体行为”,单个粒子你很容易搞懂,但当几亿亿个粒子在一起时,它们就像有一个极其复杂的“黑盒”性格,常常违背直觉。这跟AI神经网络的黑盒特性太像了。当你无法用简单的公式推导时,数据驱动就成了最好的钥匙。
这就决定了AI会成为我们的日常工具,绝非装饰品。我们用AI监测那些大电流接头的健康状态,用强化学习去控制等离子体的形态等等,但这还不够。
我对AI的终极想象是“自动驾驶”。现在的聚变装置操作,还很像开“手动挡”赛车,需要极其专业的“飞手”。未来,我希望我们的聚变堆像“特斯拉”一样,我只需要输入一个“目的地”,比如这一炮我要什么样的功率、密度和温度,AI就能自动调节千万个参数,把它精准地开过去。
03
0离职率背后:
为了一个共同的终极目标
Q
有个数据很有意思——星环聚能成立至今,核心技术团队无一人主动离职。这是如何做到的?
谭熠:体面的生活,加上“打游戏”一样的成就感。
我和陈锐都有过博士毕业后、穷得叮当响的经历。所以我们有个共识:绝不能让大家在年富力强的时候,还要为“柴米油盐”分心,甚至被迫去搞兼职。与其在工资上抠抠搜搜,不如给足钱、换来大家全身心的投入,这笔账对公司来说其实更划算。
在这个基础上,我们努力营造一种“通透”的文化:少开会、多沟通、不背锅。我们希望每个人,哪怕他只是在绕制一个小线圈,都能非常清楚这个工作在整个聚变蓝图里的位置。
这就像“玩游戏”,你知道打败这个小怪是为了通关。这种「清晰的目标感」和「即时的正反馈」,让大家虽然辛苦,但越干越带劲。现在的年轻人并非非要躺平,如果你给他们一个足够大的舞台,并且不设条条框框,他们迸发出的能量是很惊人的。
Q
提到陈锐,作为相识26年的老同学,你怎么评价他?
谭熠:我们俩确实是互相成就。如果不是他一直以来的坚定信心,我可能很难下定决心迈出这一步。
我也非常理解他的辛苦,做聚变太烧钱了,他一年可能要见两三百个投资人,要把同样的话说几百遍;还面对各种质疑和负面情绪。相比之下,我和“装置”打交道,就会显得要简单得多,装置不会有情绪,也不会骂人。(笑)
今天早上他在群里说“终于睡了个懒觉,8点才醒”。看到那句话,我心里挺酸的。但也正是因为 有他在前面顶着资金和商业的巨大压力,我们这群技术宅才能在后面安心地“造星星”。这种互相的信任感,可能是我们这26年来最大的财富。
04
国家队是“老大哥”,
民企只管“造好车”
Q
现在全球聚变赛道竞争激烈,美国的“纯私企模式”和中国的“国家队+民营企业”模式,对这个行业来说有什么不同?
谭熠:我觉得在聚变领域中国的模式会更有优势。
聚变太复杂了,它需要庞大的产业链协同。比如你需要特种低温钢,需要穿梭在极端环境下的机器人。如果只有我们民企,根本跑不通这些产业链。这时候,国家队就是“老大哥”,他们利用强大的资源调动能力,把路修好、把产业链拉起来。
我们民企做什么?我们在“修好的路”上,造出“跑得最快的车”。我们从国家队带起来的供应商那里直接采购材料,然后用最灵活的机制去试错、去创新。这种“政府的手”和“市场的手”一起用力,是我们弯道超车的机会。
未来,这个万亿级的能源市场足够大。我相信,国家队会有他们擅长的宏大场景,而我们民企也会有自己灵活的生态位。这绝非零和博弈,而是大家在共同“做大蛋糕”。
Q
最后,让我们开一点点脑洞。如果2050年聚变实现了,世界会变成什么样?
谭熠:那将是一个完全不同的世界。
我们今天的很多痛苦比如高房价、耕地红线、资源争夺,本质上都是由于能源稀缺带来的。
当聚变电站满地都是、电费便宜到几分钱甚至忽略不计时,农业将彻底工业化。我们不再需要“看天吃饭”,只要有电,就能在大楼里通过控制光照和温、湿度来生产粮食。那时,18亿亩耕地红线可能就不存在了。
土地被释放出来,城市可以无限向外延伸。大家再也不用挤在几十层的“鸽子笼”里,也许每一个中国家庭都能拥有一栋宽敞的别墅。
还有水资源。有了无限的电,我们可以大规模的淡化海水,甚至可以把水抽到沙漠深处。黄沙变成绿洲,甚至还能变成宜居的城市。
这听起来像科幻,但逻辑上是通顺的。
当能源自由实现的那一刻,人类的生存空间将被无限拉大。我们今天的想象力,也许还不足以描绘那个美好未来的万分之一。