人造太阳 开采地热能 中美同台竞技

中国一家名为“星环聚能”的科技企业刚刚完成了数亿元的天使轮融资。投资者包括顺伟、红杉等知名机构。这些大型机构可以在天使轮投资数亿元。这家公司的起源是什么？从星环聚能这个名字可以猜出，该公司从事核聚变发电。

中国的“人造太阳”托卡马克装置

核聚变发电可以被称为人类的终极能源，在过去的一年里，这条创业轨道的海外市场非常火爆。美国、英国、加拿大等国家的许多核聚变发电初创企业已经完成了数十亿美元的融资。他们正在展开一场竞争：看看谁能成为世界上第一家实现商业可控核聚变的企业。

托卡马克装置内部

现在，这条轨道上还有一位中国选手，那就是去年刚刚成立的“星环聚能”。其核心团队来自清华大学工程物理系核能聚变团队，在核聚变领域有20多年的研究经验。他们的目标是推出中国第一个小型化、快速迭代的商业可控核聚变反应堆。

核聚变轨道的全球科技竞赛不仅大大加快了核聚变发电本身的进展，而且还出现了意想不到的技术溢出。科学家们发现，核聚变研究中经常使用的一种技术——高强度电磁波，可以用于另一个能源领域，即地热能的发展。这为人类的能源利用打开了新世界的大门。

所谓地热能，简单来说，就是利用地底深处和地面的温度差来发电的技术。一个典型的地热能电站，就是往地底下钻一个很深的洞，然后通过管道把冷水送到地底加热，等水热了之后再返回地面，带动发电机发电，这样往复循环。

地热能发电站

地热能电站不需要像火力发电那样持续消耗燃料，也不需要像风力发电和光伏电站那样波动很大。它可以在24小时内稳定地、零排放地输出。这真是一种高质量的发电方式。但到目前为止，地热能发电仅占全球电力供应的不到1%，为什么？

其中一个主要障碍是人类目前的“挖洞技术”还没有到家。事实上，与“上天”的技术相比，人类在“入地”技术上相当笨拙。目前的挖洞方法，直率地说，是使用非常昂贵的钻头，不断磨碎岩石向下挖。

这个洞有两个很大的缺陷：首先，成本很高。钻头本身非常昂贵，需要经常更换。此外，排出钻屑也需要很多成本。用目前的技术挖一个直径20厘米、深度10公里的洞大约需要3000万美元。建造地热能发电站的成本挖洞占了一半。

第二，传统的挖洞方法也很难挖深。洞挖得越深，地热温度越高，发电效率越高。然而，挖得越深，环境就越差。几公里的地下是一个极端的环境，温度和压力都很高。钻头再往下挖就挖不动了。到目前为止，苏联在上个世纪挖了最深的洞。他们花了22年时间挖了一个直径22厘米、深度12公里的洞。

不能深入挖掘，不仅影响发电效率，而且极大地限制了地热能开采的位置范围。大多数高质量的地热能温度约为500摄氏度，分布在地下约10公里。由于目前不能挖这么深的洞，人们只能在一些地壳板的裂缝中挖地热。这导致了地热能电站的可选位置非常有限。

如何解决这个问题？6月28日，麻省理工学院官方网站报道，他们学校有一位名叫沃斯科夫的核聚变科学家。他突然打开了一个大脑洞：高强度电磁波不是经常用于核聚变研究吗？能不能用电磁波对准石头并将石头加热到蒸发？用电磁波发射器代替传统钻头挖洞不就刚好能解决上述两个问题吗？

首先，电磁波开挖非常便宜。昂贵的钻头不需要频繁更换，主要成本是电费。同样，挖一个直径20厘米、深10公里的洞只需50万美元，是传统开挖成本的1/60。

第二，你可以挖得更深。电磁波发射器不直接接触石头，其工作环境比需要直接磨碎石头的钻头要温和得多。这使得整个挖掘设备能够在更深的地下环境中工作，并开发出更好的质量和更高的地热能。

地热能发电站

沃斯科夫自2009年以来一直致力于这项技术。后来，它成立了一家初创公司，在过去几年里总共投资了7000万美元。也许很快，这种电磁波开挖技术就可以应用了。

一个学科领域提出的问题的答案可能不在这个学科内，而是落在其他学科内。经济问题的答案可能是技术那里，技术问题的答案可能是商业或文化那儿。学科领域不起眼的部分，可能会在其他地方起作用，真实的问题就像一个魔方，所有的元素都是联动的。