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方展策

方展策

少年时,曾研习 Geographic Information System,可惜学无所成,侥幸毕业。成年后,误打误撞进入传媒圈子,先后在印刷、电子、网络媒体打滚,略有小成。中年后,修毕信息科技硕士,眼界渐扩,决意投身初创企业,窥探不同科技领域。近年,积极钻研数据分析与数码策略,又涉足 Location Intelligence 开发项目;有时还会抽空执教鞭,既可向他人分享所学,亦可鞭策自己保持终身学习。

AI吃电怪兽恐酿电力荒!OpenAI、微软押注“核融合”

2024-07-01 11:10
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   在超级英雄电影《Iron Man》中,钢铁侠胸部那个提供无限能量的圆形动力装置,原来不是完全虚构的东西,而是依据真正科学原理——核融合(Nuclear Fusion)——构想出来的事物。能源初创企业Helion Energy凭着此技术,不仅吸引了OpenAI执行长奥特曼的投资,又取得微软(Microsoft)的订单,日后为其AI数据中心供电。核融合究竟有何独到之处,可以赢得两大AI巨头的青睐?它又能否解决AI浪潮带来的缺电危机呢?


核融合零核废料、燃料取自海水


   根据国际原子能总署的定义,核融合是仿照太阳释放能量的原理,在极高温与高压下将两个较轻的原子核(通常是氢的同位素氘、氚)结合成较重的氦原子,藉此释放巨大的能量来发电。核融合期间产生的副产物主要是氦,而不是高放射性核废料,比起传统核电厂所用的核分裂(Nuclear Fission)技术对环境更为友善。


   更重要的是,核融合所需的燃料主要是氘,能从海水中的“重水”(Heavy Water)提炼出来——1加仑海水便可以释放出300加仑汽油所产生的电力,地球海洋中的重水含量,足以为现今所有能源需求提供数十亿年的电量,因此核融合被誉为能源界的“圣杯”。


   随着生成式AI需求持续攀升,数据中心用电量也大幅增加,所以AI已被认为是“吃电怪兽”。高盛预估,2030年数据中心占美国电量需求的份额将从现时3%倍增至8%。亚马逊(Amazon)执行长安迪·贾西(Andy Jassy)警告,现时没有足够电力推动新的生成式AI服务,解决电力荒已成当务之急。特斯拉(Tesla)执行长伊隆·马斯克(Elon Musk)更直言,最快到2025年就可看到缺乏电力运行所有AI芯片的情况。


Helion磁惯性融合能源效率更高


   外界看好核融合可在零碳排下供应庞大而稳定的电力,有望成为未来AI缺电的救星。多个国家的政府实验室与30多家私人企业现正积极研发核融合发电方案,当中以成立于2013年的美国初创公司Helion Energy暂处于领先位置。


   Helion使用特殊的“磁惯性融合”技术:首先将“氘”与“氦-3”加热成电浆状态,跟着利用磁铁产生磁场来约束高温电浆体,然后通过快速挤压电浆体来融合这两个原子,并释放带电粒子,最后经电磁感应直接发电。由于不用像一般核融合反应炉要产生热能,将水加热变成蒸汽,再用蒸汽推动涡轮机发电,因此能源转换效率更高。


   相比起大多数研发中的核融合发电厂,Helion主推小型分布式的反应炉,这样不但建设速度较快、成本较低,而且选址亦更具弹性,譬如可以直接在数据中心旁兴建小型发电站,就近直接供电。该公司执行长戴维·科特利(David Kirtley)表示,希望只需投入几千万美元,便可以产生50兆瓦的电量,足以为40,000个美国家庭供电。


Helion表示,核融合的发电成本可以低至10美元/MWh,大概为燃煤发电的三分之一。(图片来源:X.com@Helion_Energy)


OpenAI奥特曼为Helion最大金主


   目前Helion已取得不少著名企业家的投资,其中更包括OpenAI执行长山姆·奥特曼(Sam Altman)。2014年,Helion获录取加入硅谷创业加速器Y Combinator,时任Y Combinator总裁的奥特曼正开始对核能发电产生兴趣,在参观4家核融合初创后,决定向Helion投资950万美元(约7,410万港元)。


   迄今Helion已先后进行5轮融资,2021年5月完成的E轮融资由奥特曼领投,PayPal共同创办人Peter Thiel、以及Facebook共同创办人Dustin Moskovitz参投。目前Helion累计集资额达5.7亿美元(约44.46亿港元),当中3.75亿美元(约29.25亿港元)正是来自奥特曼,让他成为Helion的最大金主。


Helion执行长科特利(右)表示,须定期向最大金主、董事局主席奥特曼汇报工作进度,并透露Helion员工现正使用ChatGPT来加快开发速度。(图片来源:Business Wire)


   取得巨额融资后,Helion于2021年7月着手兴建第七代核融合反应炉“北极星”(Polaris)原型。该公司表示,北极星装配更强大的磁铁,电磁脉冲速度比第六代Trenta高出100倍,具备更好的核融合发电条件。如果它可以在2024年内顺利竣工,将成为首座展示核融合发电的装置。


第六代Trenta原型每10分钟能运行一次核融合脉冲,Helion团队希望第七代Polaris可以加快到每秒一个脉冲,能以更高功率电磁脉冲来达成核融合。(图片来源:Helion Energy官网)


目标2028年推商业核融合供电


   2023年,微软与Helion签订购电协议,成为其首个客户;该公司承诺在2028年启动核融合反应炉为微软供电,并在1年内将发电量提高至50百万瓦(MW)或以上。同年,Helion又跟美国钢铁制造商Nucor达成合作协议,兴建一座500百万瓦的核融合发电站,供电规模与传统发电厂相若。


   Helion的主要对手是另一美国初创Commonwealth Fusion Systems(CFS),其募资金额高达20亿美元(约156亿港元),是核融合领域中集资最多的初创。但CFS起码要到2025年才可启动其示范反应炉“SPARC”,目标是2030年代初期运转首座核融合发电站,进度明显落后于Helion。


   国际能源总署的调查报告指出,到2026年全球数据中心的电力需求可能会暴增一倍。对任何一个国家或城市来说,如要推动AI产业,发展瓶颈可能不再是芯片短缺,而是电量不足。在碳中和的大前提下,对洁净能源进行大规模投资已是刻不容缓,惟风电与太阳能有着供电不稳定、易受天气影响等问题,核融合或是缓解AI电力荒的更理想方案。


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