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紧凑型聚变

(一)强化使命担当,勇于创新突破,为实现聚变能源做出新奥贡献——新奥聚变技术探索的指导思想

新奥作为一家清洁能源企业,以“创建现代能源体系、提高人民生活品质”为使命,致力于成为一家受人尊敬的创新型智慧企业。目前,在全国20个省,服务2583万个家庭用户、20多万家企业。2021年营收1606亿。拥有3个国家级研发平台和一系列产业工程技术中心、设计院,拥有能源、生命健康、数字3个研究院。

新奥能源研究院在过去近20年的创新研发过程中,基于国家重点实验室、国际科技合作基地等研发平台,通过实施国际化人才战略,在煤的清洁气化、系统能效泛能网等低碳能源技术领域取得重大突破。低碳能源技术作为新奥能源研究院1.0技术体系,历经多年的产业化实践,正在为国家双碳战略做出新奥的独特贡献。同时,新奥能源研究院启动了2.0技术体系--无碳能源技术的研究,这是新奥长期的战略布局,与国家双碳目标密不可分。其核心就是商业化聚变技术。

新奥做聚变,目标是实现聚变能源的低成本、商业化。通过建设一个聚变技术集成创新平台,面向国内外聚变科技工作者开放共享,凝聚全球智慧与力量,推进聚变的核心技术突破。这是新奥开展聚变研究的初心,也是新奥科技人的时代使命和社会担当。

众所周知,人类探索聚变能源已有70年,至今尚无任何路线可确保实现聚变能源商业化,说明其艰巨超乎想象。聚变技术是前无古人的复杂系统科学与工程,需要我们以前所未有的力度去开放合作,以前所未有的勇气去创新突破。因此,新奥聚变技术研发将以如下四个原则作为指导思想:

原则一:大胆创新,勇于探索。聚变商业化难度大,做氢硼聚变的商业化,是难上加难。新奥坚持“人有我用,人无我创”的差异化策略,在技术方向选择时,不做追赶技术,不做重复技术;聚焦关键技术、交叉技术和或空白技术,大胆创新,勇于试错,在聚变科学探索和工程实践上贡献新奥力量。

原则二:博采众长,开放合作。新奥开展聚变技术研发,将秉持开放合作的理念,强化技术交流协作,优势互补,促进全球最新理念及研究成果相互融合,不同技术路线兼容共济、协同发展;各单点技术,共同开发,共同享用;同时,进一步加强人员跨组织交流,人才跨组织培养,为聚变研发和商业化,培养一批高精尖人才。

原则三:严谨务实,循序渐进。企业做科研,有着科学的短中长期规划及风险控制体系,遵循分步实施、阶段侧重、持续深入的原则,摸着石头过河,一步一个脚印地展开探索。新奥玄龙-50装置的本质是一个探索创新的基础平台,新奥已对多条聚变路线进行过探索,比如深入研究了场反位形磁化靶和套筒压缩聚变方案。目前探索的主要内容包括:氢硼聚变的过程、电子云的功能、高温超导技术的作用、辅助加热技术和聚变核心设备设施的开发,等等。接下来,新奥还会基于前期的研究和行业的最新成果,持续进行平台的升级和放大。

原则四:并行探索,动态纠偏。聚变创新探索中,难免会有单项技术的抱憾失败,难免会有不同的声音和见解。基于聚变工程的复杂性,新奥采取“多项核心技术并行探索,动态取舍,做核心技术的集成创新”的策略,以有限的资源实现研发效率的最大化。同时将本着实事求是、严谨务实的态度,坚持独立思考,鼓励学术争鸣,永葆创新活力。

中国氢弹之父于敏说过,“核聚变是成千上万人的事业。个人的力量是有限的,必须精诚团结,密切合作”。
爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要”。伟大的创新始于富有激情和智慧、想象力和创造力的行动。
新的时代,赋予我们新的机遇、新的挑战和新的责任,新奥科技人将不忘初心,砥砺奋进,强化使命担当,勇于创新突破,通过聚变技术集成创新,为实现聚变能源梦想做出新奥贡献。


(二)新奥聚变阶段成果

自2017年起,新奥科技发展有限公司(新奥能源研究院)致力于从低碳能源向无碳能源研发的转型。基于国内外聚变技术的发展趋势,2018年10月,新奥启动了玄龙-50聚变项目,仅用了10个月时间,实现了装置的测试放电,创造了聚变装置建造的世界记录。随后,新奥采取快速迭代的思路,对装置进行不断升级。装置的运行空间、诊断能力、实验参数快速提升,取得了大量突破性进展:

1.验证了等离子体位形。玄龙-50聚变装置,已经实现正常放电实验近万次,验证了玄龙-50所需的等离子体位形;
2.验证了高效电流驱动。采用电子回旋加热无感电流驱动,实现了172kA的等离子体电流,是目前无感电流驱动的世界最高记录;
3.验证了多流体平衡模型。应对玄龙聚变等离子体特殊位形,自主开发的多流体模型与实验已经实现了高度吻合;
目前,在推进玄龙-50聚变装置实验的同时,新奥已经启动下一代聚变装置玄龙-75的工程设计工作,以及未来面向产业化的玄龙-95和玄龙-130聚变装置的预研工作,快速推进聚变产业化研发进程。

新奥已建成“河北省紧凑型聚变重点实验室” ,并建立了“老中青”结合的100余人的研发团队,由具有聚变研发经验超过50年的多名资深科学家领衔,带领40-50岁的各研发方向负责人,集合一大批毕业于中国科技大学、清华大学的30岁年轻骨干,汇集了全球华人聚变科学家,共同开拓聚变产业化新路径。团队研发人员50%聚变博士学历,具有国际高水平研发经历的超过50%,人员来自美国、日本、欧洲、韩国、印度等不同地区。

新奥聚变还拥有高水平、国际化的顾问团队和学术委员会 ,给新奥的技术发展建议献策。此外,通过装置的搭建和升级,新奥还建立了完善的聚变工程设计、硬件制造、组装调试、精密诊断团队,为未来的聚变产业化奠定了基础。