[Tokyo Updates] 以核融合發電邁向清潔且安全的未來能源

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11月 22, 2024
by Tokyo Updates
[Tokyo Updates] 以核融合發電邁向清潔且安全的未來能源
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JSTORIES 與線上雜誌《TOKYO UPDATES(東京アップデーツ)》正式展開內容合作。《TOKYO UPDATES》是一個介紹全球都市「東京都」魅力的媒體,內容涵蓋生活風格、SDGs(永續發展目標)及各種創新實踐等前瞻性議題。在 J-STORIES,我們將從《TOKYO UPDATES》的內容中精選聚焦於問題解決方案的文章,介紹東京孕育出的創新解決方案與突破性舉措。
在面向國內外投資者舉辦的「Investor Day Associated with SusHi Tech Tokyo」創業提案競賽中,榮獲最高獎項的企業是「株式会社 Helical Fusion」,這是一家致力於實現全球首座穩態核融合反應爐的公司。這家企業所描繪的未來藍圖究竟是什麼?我們專訪了共同創辦人兼代表取締役 CEO 田口昂哉(Takaya Taguchi),深入了解他的願景與計畫。
榮獲「GRAND PRIZE」後,田口氏(左)與 CIC Tokyo 的名倉氏於舞台上合影。  (圖片提供:TOKYO UPDATES,下同)
榮獲「GRAND PRIZE」後,田口氏(左)與 CIC Tokyo 的名倉氏於舞台上合影。  (圖片提供:TOKYO UPDATES,下同)

安全且可永續發展

在眾多新創企業中,Helical Fusion 的技術因其致力於解決全球性課題——脫碳,並追求 清潔且高安全性的永續電力供應,在海外投資者的嚴格審查下獲得高度評價。那麼,定常核融合反應爐 究竟是什麼樣的技術呢?對此,田口氏這樣解釋道。
「簡單來說,就是一顆小型太陽。太陽透過自發性的核融合持續釋放龐大能量,而核融合爐的原理,就是人為創造這種太陽能量的超小型版本。」
「定常」指的是穩定運作。若核融合僅能短暫釋放能量,將無法發揮實際效用。因此,目標是讓這種能量能夠穩定且持續地運轉,並轉化為電力加以利用。
「我們目前設計的最小規模核融合爐,可輸出50至100兆瓦(MW)的電力,這與小型至中型火力發電廠相當。至於這類發電爐所需的建築空間,大約與小學校舍差不多。如果技術進一步提升,或許能縮小至體育館的規模。」
最關鍵的問題在於放射能和放射性廢棄物。與核裂變發電(如傳統核電廠)相比,核融合在安全性方面具有根本性的差異。以東日本大震災為例,當時福島核電廠因地震與海嘯導致電力中斷,冷卻系統失效,使核裂變反應失去控制,最終引發核災。相比之下,核融合並不會自行持續反應,如果電源被切斷,反應也會立即停止。事實上,核融合技術的重點反而是在於如何讓反應持續穩定發生,以產生足夠的能量,因此像核裂變那樣失控暴走的情況,在原理上是不可能發生的。
「放射性廢棄物的問題也是核融合與核電廠(核裂變)之間的一大差異。在傳統核電廠中,用過的核燃料是一個致命風險,因為它的 **放射線可能持續數萬年,目前唯一的解決方式是深埋於地底。然而,核融合雖然也會產生廢棄物,但其放射性壽命僅數十年至100年左右,之後就不再具有強輻射性。此外,這些材料還能被重新製成鐵系合金,回收再利用於新的核融合爐建設,這與核裂變的高風險廢棄物處理方式有根本性的不同。」
核融合發電不會排放二氧化碳(CO₂),也不會給後世留下負面遺產,而其燃料——氫等元素,幾乎可以無限地從海水中提取。這正是一種 安全且可永續發展的夢幻能源,而這也正是定常核融合爐的最大魅力所在。
田口氏堅信,自家的技術將開啟未來之門。(攝影/穐吉洋子)
田口氏堅信,自家的技術將開啟未來之門。(攝影/穐吉洋子)

目標在 10 年內實現發電啟動

田口氏其實並非研究人員或技術專家,而是在大型銀行等金融機構積累了豐富的金融實務經驗,並參與M&A(併購)及新創企業的設立,對財務運作也有深入了解。因緣際會下,他結識了一群致力於實現定常核融合爐的研究人員,最終放棄過去的職業生涯,於2021年10月共同創辦Helical Fusion,踏上了這條全新的挑戰之路。
「研究人員對於技術研發和核融合開發擁有極大的熱忱,但同時,他們往往缺乏經營與財務管理的知識。這成為了一大瓶頸,導致這項對人類而言夢幻般的技術可能無法順利發展,這實在太可惜了。正因如此,我決定共同創業,投入核融合領域,希望能讓這項技術真正實現。」
目前,全球致力於定常核融合爐研發的新創企業僅有數家,而在日本,Helical Fusion 是唯一一家。田口氏充滿信心地表示,在這個領域,Helical Fusion 技術上處於領先地位。
「核融合爐 的型式有多種,其中 磁場約束方式 是全球研究的主流,而這種方式又可細分為 托卡馬克型(Tokamak) 和 螺旋型(Helical) 兩類。目前,國際研究界主要聚焦於 托卡馬克型,而在日本,推動螺旋型核融合爐的企業只有我們 Helical Fusion。托卡馬克型的特點是,等離子體(即核融合反應發生的區域)溫度極高,但這種技術並不適合長時間穩定運行。相較之下,螺旋型核融合爐的溫度雖較低,但已足夠引發核融合反應,且最關鍵的是,它 更適合長時間穩定運行。如果無法讓核融合反應持續發生,在能源供應方面就毫無意義。因此,我們的技術在實現定常核融合爐的道路上,擁有絕對的優勢。」
「Helical」的直譯是「螺旋狀」,這個名稱也體現了 公司對技術的信心。Helical Fusion 計畫在 2030 年前完成技術開發與驗證,並以 2034 年正式啟動發電 為目標。
托卡馬克型(Tokamak)與螺旋型(Helical)的差異
托卡馬克型(Tokamak)與螺旋型(Helical)的差異

推動資金籌措的契機

此次在創業提案競賽(Pitch Contest) 中榮獲最高獎項,並獲得100萬日圓獎金。然而,田口氏認為,比起獎金,更具意義的是 Helical Fusion 的技術與發展計畫獲得海外投資者的高度評價,這對公司的未來發展至關重要。
「我們對自己的技術領先地位深具信心,但在資金籌措能力方面,確實還落後於美國企業。這次獲獎,我們期待能藉此推動資金調達,實際上我們已經開始收到來自各方的積極回應。」
同時,田口氏也對未來的 SusHi Tech Tokyo 以及 主辦方東京都的相關舉措寄予厚望。
「SusHi Tech Tokyo是亞洲最大規模的活動,因此備受全球矚目。對我們這類新創企業來說,這是一個難能可貴的機會,能夠吸引海外投資者的關注與接觸。因此,我們真心希望這樣的活動能夠持續舉辦。」
定常核融合爐的示意圖
定常核融合爐的示意圖

田口昂哉

畢業於京都大學大學院文學研究科(倫理學)。曾任職於瑞穗銀行、國際協力銀行(JBIC)、PwC 咨詢公司(M&A)、第一生命,並擔任 新創企業 COO 等職務後,共同創立株式会社 Helical Fusion。
畢業於京都大學大學院文學研究科(倫理學)。曾任職於瑞穗銀行、國際協力銀行(JBIC)、PwC 咨詢公司(M&A)、第一生命,並擔任 新創企業 COO 等職務後,共同創立株式会社 Helical Fusion。

株式会社Helical Fusion

Sustainable High City Tech Tokyo(SusHi Tech Tokyo) 是一項由東京發起的概念,旨在透過最先端技術、多元創意及數位專業知識,克服全球城市共同面臨的課題,創造「可持續發展的新價值」。
採訪・撰文/吉田修平
圖片提供/株式会社 Helical Fusion
攝影/穐吉洋子
「本內容由 TOKYO UPDATES 合作提供。」

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