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草根影響力新視野 夜未央編譯

隨著人工智慧（AI）技術的發展，全球對能源的需求持續增加，而核融合技術被視為未來最有潛力的清潔能源之一。美國長期以來在核融合領域保持領先，但如今中國正在迎頭趕上，甚至在某些方面超越美國。中國的政府投資是美國的兩倍，並且以驚人的速度推動新項目建設，這對美國的能源競爭力構成了巨大挑戰。

核融合的潛力與挑戰

核融合被譽為「清潔能源的聖杯」，它能夠產生遠超傳統核裂變的能量，而且不會產生溫室氣體或長期放射性廢料。然而，迄今為止，成功運行的核融合反應堆仍然只存在於太陽等恆星之中。科學家們已經研究這一技術數十年，但仍未能將其商業化。

核融合的基本原理是透過極高溫將氫原子融合成氦，在此過程中釋放出巨大能量。當前的主要技術路線包括：

１．磁約束核融合（Tokamak 裝置）：利用強磁場來控制超高溫的等離子體，防止其與容器壁接觸，從而維持穩定反應。
２．慣性約束核融合（雷射點燃技術）：使用高能雷射照射燃料微粒，使其迅速壓縮並發生核融合反應。

美國在2022年於勞倫斯利佛摩國家實驗室（NIF）成功達成了歷史性的「淨能量增益」，但離真正可商業應用的核融合發電仍然有很長的路要走。

中國的核融合計劃迅速發展

中國近年來對核融合的投入大幅增加，並在多個關鍵領域超越美國。例如，最新的衛星圖像顯示，中國在綿陽建設了一座超大型的雷射融合設施，其規模約為美國NIF設施的兩倍。這個項目可能涉及核融合與核裂變混合技術，從而進一步提高能量輸出。

此外，中國的「東方超環（EAST）」托卡馬克反應堆已經多次打破記錄，持續運行高溫等離子體數百秒，而法國的WEST也在進行類似的競爭。中國另一個大型國家項目——「CRAFT」融合研究設施，也預計將於今年完工，進一步加速中國在核融合領域的發展。

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圖片取自:(示意圖wikipedia)

美國的核融合競爭力與挑戰

儘管中國的國家資助規模遠超美國，但美國的私營企業仍然保持領先。截至目前，全球私人投資總額約為80億美元，其中60億美元流向了美國的核融合企業。

美國的幾家頂尖核融合新創公司包括：

  • Commonwealth Fusion Systems（CFS）：這間來自麻省理工學院（MIT）的公司已經獲得了近20億美元資金，投資者包括比爾·蓋茲、傑夫·貝佐斯和 Google。
  • Helion Energy：來自華盛頓州的Helion已籌集10億美元，並與微軟簽訂了一項協議，承諾在2028年前提供核融合電力。
  • TAE Technologies：這家由 Google支持的公司籌集了12億美元，專注於開發更具創新性的核融合技術。

然而，美國政府的投入卻相對有限。根據美國能源部的數據，過去幾年聯邦政府對核融合的年度投資約為8億美元，而中國則每年投入15億美元。此外，美國國會近期發布的一份報告呼籲增加100億美元的聯邦資金，以確保美國在核融合競賽中不被中國超越。

中國在專利、人才與供應鏈上的優勢

除了資金投入，中國在核融合技術的專利申請和人才培養方面也取得了巨大優勢。目前，中國擁有全球最多的核融合相關專利，甚至是美國的數倍。此外，中國的核融合博士畢業生人數是美國的10倍，這將對未來的技術發展產生深遠影響。

另一方面，核融合技術依賴於高度專業化的材料，例如高強度磁體、特殊金屬和半導體設備。而中國近年來積極佈局這些關鍵材料供應鏈，與太陽能和電動車電池產業的發展模式類似。美國Helion公司的CEO David Kirtley甚至表示，中國政府正在投資企業，試圖複製美國的核融合設計。

AI時代的能源競賽與未來展望

隨著AI技術的飛速發展，數據中心的能源消耗正在急速上升。根據業內專家的估算，一些大型AI訓練模型所需的電力甚至可能導致美國部分地區的電網不堪負荷。這意味著，未來AI的發展將極度依賴於穩定且高效的能源來源，而核融合正是最有潛力的解決方案之一。

美國麻省理工學院教授Dennis Whyte表示：「擁有無限能源的國家將能夠影響世界上的一切。如果這種技術落入不適當的手中，後果將不堪設想。」

儘管美國的私營企業仍然領先，但在政府支持、基礎設施和人才培養方面，中國已經逐漸取得優勢。若美國不加快投資並制定長遠計劃，未來可能會在這場競爭中落後。

核融合技術被認為是未來的關鍵能源解決方案，尤其是在AI和高科技產業對能源需求激增的背景下。中國透過龐大的國家投資、快速建設新項目、專利申請以及控制供應鏈，已經在許多方面超越美國。儘管美國的私營企業仍具競爭力，但若缺乏政府的強力支持，美國可能會在這場競賽中失去主導地位。

未來10年將是決定核融合技術發展關鍵的時期，這場競賽不僅關乎能源，也將影響全球科技和地緣政治格局。

資料來源：https://www.cnbc.com