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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(xīnwén)记者|戴晶晶

界面新闻编辑|张慧 杨悦

十几年前,新奥(xīnào)集团(下称新奥)在位于河北廊坊的总部,建了一栋内部称为“光伏楼”的厂房,想生产薄膜(báomó)电池。

今年4月,界面新闻来到这个高德地图标为“新奥光伏(guāngfú)”的地方,见到却是“电磁诊断实验室(shíyànshì)”、“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(bùmǎn)管道(guǎndào)的聚变实验装置“玄龙-50U”。

这家在业内有“燃气大王”之称的民企,正在布局(bùjú)一种远比光伏激进得多(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(héjùbiàn)领域已(yǐ)耕耘八年,研发团队300余人,包括海外高层次人才(réncái)20余名(yúmíng)、博士硕士人才200余名,投入资金(zījīn)40亿元,可以说是非国家队背景中规模最大的核聚变商业公司。在运核聚变实验装置“玄龙-50U”,初步计划投资60亿建造下一代聚变装置“和龙-2”。

界面(jièmiàn)直击|“人造太阳(tàiyáng)”技术再获突破,新奥球形环氢硼聚变装置实现兆安级电流

今年(jīnnián)3月,一向低调的新奥在国际SCI收录等离子体专业(zhuānyè)主流学术期刊《等离子体科学和技术》(Plasma Science and Technology,PST)上,发表(fābiǎo)13篇基于“和龙(lóng)-2”实验装置的物理设计论文,引起外界关注。

一家城燃公司挑战“终极能源”让人(rén)意外。

核聚变是(shì)轻原子核结合成较重原子核并放出巨大能量的过程。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(zhòngyào)出路(chūlù)。

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

可控核聚变是(shì)一项(yīxiàng)“科幻级”技术,中国在这个领域起步晚,科研成果和人才都很稀缺。

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

可控核聚变(héjùbiàn)领域存在着一个(yígè)著名的“50年悖论”,即距离实现可控核聚变永远只有50年,而新奥的目标(mùbiāo)是,到2035年建成聚变商业示范堆。

新奥(xīnào)选择的氢硼球形环聚变路线,比起主流的氘氚聚变实现难度更高,实验(shíyàn)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,氢硼是核聚变理想的终极燃料(ránliào),新奥这是在(zài)替后人踩雷铺路。也有人笑称,新奥创始人兼(jiān)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(yǐ)成为燃气行业风云人物多年。

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

随着中国1998年后(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(tèxǔ)经营权,企业规模不断扩张(kuòzhāng),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(gēngmíng)为新奥能源)成功在香港上市。

新奥的燃气业务如日中天,王玉锁却很有(yǒu)危机感,他(tā)意识到除了特许经营权,新奥并没有什么核心资源和技术,况且特许经营权最长(zuìzhǎng)期限只有30年。

“随时可能受到资源制约(zhìyuē),十年后新奥卖(àomài)什么?城市燃气销售难以形成品牌,20年后新奥是什么?特许经营权到期,30年之后新奥干什么(gànshénme)?”王玉锁曾在一次公司高层会议上提出三个问题。

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

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

除了在能源圈(quān)开疆拓土(kāijiāngtuòtǔ),新奥还陆续涉足数字化、房地产、旅游文化和健康行业,业务版图眼花缭乱。热衷(rèzhōng)前沿技术,也乐于投资具有潜力的领域。

王玉锁并非杞人忧天。由于城燃特许经营权(jīngyíngquán)有限,新奥(xīnào)必须(bìxū)与华润燃气(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(láishìxiōngxiōng)。新奥也(yě)被国家队昆仑能源(00135.HK)和华润燃气长期压制于老三的位置

此外,随着售气(shòuqì)规模扩大,毛利率较高的(de)接驳业务,在新奥收入中的占比(bǐ)不断下降,摊薄了利润。加上政府对配气价格、接驳费收取监管日趋严格,新奥的燃气业务很难维持高速增长。

2005-2015年,新奥能源的城燃(chéngrán)项目数量由59个增加至152个,覆盖接驳(jiēbó)人口数量从(cóng)3238.7万提高至7153万。在这十年间,新奥能源的营收(yíngshōu)增加了近14倍,净利润仅增加5.7倍,毛利润率从37.27%下降至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(fànnéng)网(wǎng)成长重要的获利板块以外,新奥砸入真金白银(jīnbáiyín)的产业,大多没能成气候: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列(liè),最后锚定在了难度系数极高(jígāo)的核聚变。

机缘巧合之下,可控核聚变进入王玉锁的视野(shìyě)。

2016年(nián),一家海外机构通过国内高校向王玉锁推荐了一份核聚变方案(fāngàn),经内部论证后(hòu)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),并逐步形成了(le)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(gǔgē)旗下DeepMind团队研发(yánfā)的(de)围棋(wéiqí)机器人AlphaGo战胜世界围棋冠军李世石,深度学习、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”等聚变难题迎来潜在解法。

2017年,位于(wèiyú)安徽合肥的中国全超导托卡马克核聚变(EAST) 在全球首次实现了(le)上百秒的稳态高约束运行模式。

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

2018年4月的一场研讨会上,王玉锁(wángyùsuǒ)见到了退休回国(huíguó)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核聚变团队的技术(jìshù)领头人。

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

彭元凯(Y.K. Martin Peng)是聚变(jùbiàn)界著名(zhùmíng)的(de)华裔科学家,在美国橡树岭国家实验室(ORNL)工作期间提出了球形(qiúxíng)托卡马克(ST,又称球形环)约束概念,还担任过(guò)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(nián)回国后,彭元凯先是在高校教书(jiāoshū),后供职于研究所,但始终未能再参与有分量的聚变科研项目,与王玉锁可以说是一拍即合。

与其等别人来颠覆新奥,不如由我们自己来颠覆自己,研发可持续、安全的(de)清洁能源。”新奥能源研究院(yánjiūyuàn)聚变技术首席科学家的彭元凯头发花白,在接受(jiēshòu)界面新闻等媒体(méitǐ)采访时,回忆了当时加入新奥的契机。

为了(le)支撑这项“颠覆性”技术,新奥还招揽了原(yuán)在(zài)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公司首席实验战略家郭后扬等人加入专家团队。

数据来源:各公司官网、聚变行业协会(FIA);制图:戴晶晶

过去几年,在高温(gāowēn)超导、人工智能(AI)等技术突破的推动下,全球核聚变初创公司涌现(yǒngxiàn),行业融资规模(guīmó)水涨船高;业界(yèjiè)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提前至2030年。

“热潮”来临,新奥的押注核聚变似乎是正确的选择(xuǎnzé)。

但(dàn)一直以来,新奥以民营企业入局,受到了诸多质疑,主要原因是——它选择的氢硼聚变路线(lùxiàn)太难了。

当前可控核聚变(héjùbiàn)技术(jìshù)路线主要有三种(sānzhǒng):重力场约束核聚变、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(gèng)接近球形的一种托卡马克,相较(xiāngjiào)于传统托卡马克(形状接近轮胎)更紧凑。

有专家认为,新奥的氢硼聚变要(yào)比氘氚难上一万倍。

这主要(yào)是由于实现氘(dāo)氚(chuān)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,反应堆温度要达到10-20亿摄氏度才能实现燃烧。

三重积或Q值,是(shì)衡量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(zhùmíng)的劳森判据(Lawson criterion),即为了实现自持核聚变,聚变装置的能量增益因子Q应当不(bù)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(hé)能量约束时间的乘积(chéngjī))需要达到的数值。

目前为止,全球(quánqiú)连氘氚的(de)聚变发电都未实现过,最好的实验成绩还停留在上世纪。

日本的JT-60装置(zhuāngzhì)以氘-氘为燃料,保持着目前全球最高的磁约(yuē)束聚变三重积记录,约是1.5乘以10的21次方,声称等效氘氚已实现(shíxiàn)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(JET)的0.67。

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

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

新奥(xīnào)在过去八年(bānián)鲜少对外公布(gōngbù)的聚变实验进展,今年4月16日,新奥宣布“玄龙-50U”实现了高温高密度百万安培(兆安)等离子体电流,等离子体电流达到1兆安,温度达到4000万度。 作为对比,今年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(wēndù)1.17亿度、电子温度1.6亿度

这给新奥(ào)带来了巨大的鼓舞。

“很多人(rén)都认为(rènwéi)氢硼聚变难度大,等离子体性能低、参数低,离最后的(聚变)目标很远。”新奥能源研究院院长刘敏胜对(duì)界面新闻表示,但在氢硼实现兆安级突破后,这条路线未来商业化的信心(xìnxīn)就充分了。

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

彭元凯说,新奥有决心在2035年运行球形环氢(huánqīng)硼的发电工程(gōngchéng)示范,这个目标不变。

新奥的选择也并非毫无根据,他们的研发团队前期经过了详细的调研(diàoyán)和实验,评估了包括场反位形(FRC)在内的不同装置,最终在2022年确定氢(qīng)硼球形环路线(lùxiàn)。

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

“新奥之前有很多教训。投资一个新技术,要看未来有没有(yǒuméiyǒu)可能性,而不是难度(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(chéngběn)无法下降,项目被暂停(zàntíng)。

新奥能源研究院聚变理论模拟首席科学家谢华生(xièhuáshēng)也对界面新闻指出,新奥一开始就瞄准商业化目标,成本(chéngběn)必须足够(zúgòu)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(shì)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,不产生放射性的中子。

在(zài)原料获取上,除了(chúle)常规的氢,新奥使用硼(péng)11作为燃料,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不到。

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

另外,氘氚反应产生高能中子(zhōngzi),对材料的破坏性大,其具有的辐射性会(huì)产生安全风险。同时,氘氚聚变输出能量的75%-80%以中子形式(xíngshì)存在,在转换成电能时仍存在挑战。

“在75年的聚变研发中,没有(méiyǒu)人生产(shēngchǎn)过哪怕一丁点电力(diànlì)(diànlì)。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,“从来没有人能够将中子轰击转化为电力。”

国内一家聚变商业公司的负责人也向界面新闻(xīnwén)称,氢硼确实是更高级(gāojí)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,其中最有名的(de)是1998年于(niányú)美国成立的TAE Technologies。

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

此外,彭元凯(péngyuánkǎi)在1984年提出的球形环设计,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(dádào)与传统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,很难去布置氘氚聚变所需的中子防护或氚增殖材料,反而我们做氢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(ránliào)适配度高(dùgāo),在尺寸规模上也(yě)更方便民营企业建造。

作为第一家入局核聚变的民营企业,新奥的进度(jìndù)并不慢。

北京大学应用物理与(yǔ)技术研究中心特聘研究员康炜认为,新奥作为民营企业具有独特的研发机制优势,能让(ràng)它在工程方面快速进展。

“2018年(nián)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,到现在(玄龙-50U)有了(le)最新成果。”彭元凯也感慨(gǎnkǎi)新奥的速度。

但新奥早已不是国内唯一试图争夺能源圣杯的公司,目前中国已成立多家商业(shāngyè)核聚变公司,包括(bāokuò)陕西星环聚能(jùnéng)科技(kējì)有限公司、能量奇点能源科技(上海)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)。行业人才稀缺,新奥面临着各方的竞争。曾担任新奥集团副总裁(fùzǒngcái)、聚变研发CTO的郭后扬,于2022年加入能量奇点担任首席技术官。

新奥(xīnào)选择核聚变既是一场冒险,又是出于(chūyú)公司未来发展而谨慎筛选出的(de)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验证。

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