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中國可能在核融合競賽中取得勝利

-自從科學家開始研究核融合技術以來,已經有七十年了,幾乎無限的清潔能源的誘惑力令人難以抗拒。美國是世界上最早在這項未來策略上投入巨資的國家之一

-中國目前在核融合專利方面處於領先地位,每年在聚變研究上投資約 15 億美元。

-相較之下,美國每年僅在聚變研究上投入8億美元。

-中國小公司能源奇點在高溫超導聚變技術方面取得了重大突破。

自1950年代初期,科學家們開始研發核融合技術,因為幾乎無限的清潔能源的吸引力難以抵擋,美國是最早在這個領域投入巨資的國家之一,而中國則較晚進入。然而,在過去的十年裡,中國取得了快速進展,

根據《日經》公佈的產業數據顯示,中國現在擁有比任何國家都多的核融合專利。據美國能源部核融合能源科學辦公室主任指出,北京每年在核融合研究上投入約15億美元,幾乎是美國每年8億美元投入的兩倍。

更令人關注的是,一家名不見經傳的小型中國核融合初創公司——能量奇點 Energy Singularity,已經完成了法國國際熱核聚變實驗堆 ITER 自2006年以來無法實現的目標。

該公司成功完成了其70 HH70 托卡馬克裝置的高溫超導工程可行性驗證,讓中國在高溫超導磁約束核融合領域取得了先發優勢。能量奇點也成為全球首家建造並運營全超導托卡馬克的商業公司。

能量奇點的首席執行官透露,該裝置的設計工作於2022年3月開始,到今年2月底完成了整體安裝,創下了全球超導托卡馬克裝置研發和建設的最快紀錄。

使用高溫超導材料可將裝置的體積減少到傳統低溫超導裝置的約2%,使建設周期從約30年縮短至僅3至4年。公司擁有HH70的獨立知識產權,國產化率超過96%,裝置的所有磁體系統均使用高溫超導材料。

儘管取得了令人矚目的成功,能量奇點並未止步不前,計劃在2027年前完成下一代高磁場高溫超導托卡馬克裝置HH170,其氘-氚等效能量增益Q值將超過10。在核融合術語中,Q值反映了核融合反應堆的能源效率,即裝置產生的能量與維持核融合反應所需輸入能量的比值。

Q值大於1意味著反應堆產生的能量超過其消耗的能量,這正是核融合研究數十年來試圖在商業反應堆中實現的目標。目前,科學家們達到的最大Q值僅為1.53。

中國可能在核融合競賽中取得勝利,其在核融合研究上的巨額投資、快速的進展以及初創公司在高溫超導技術上的突破,都為其在這一領域的領先地位奠定了基礎。一位專家指出,更重要的是,他們在這方面的速度實在令人驚訝。
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迄今為止,能量奇點已獲得約1.12億美元的私人投資。與之相比,ITER的項目成本已超過200億歐元(218億美元),是最初50億歐元(55億美元)預算的四倍多,且交付日期比2016年晚了近十年。

然而,能量奇點並非唯一追求小型反應堆設計的核融合初創公司。位於麻薩諸塞州Deven的聯合核融合系統公司 Commonwealth Fusion Systems 正與麻省理工學院合作建造他們的小型核融合反應堆Sparc,該反應堆的體積約為ITER反應堆的1/65。這個實驗性反應堆預計可在約10秒的脈衝中產生約100MW的熱能,足以為一座小城市供電。
https://oilprice.com/Alternative-Energy/⋯a-Could-Win-The-Nuclear-Fusion-Race.html

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  • (*)僅供參考~電動車雖然是趨勢…但是逃生困難啊?! ■ 特斯拉火燒車事件 7月22日爆出藝人林志穎駕駛特斯拉自撞火燒車事件,當電動車發生事故時,鋰電池模組發生爆炸,火勢強烈很難撲滅,原因到底是什麼? 鋰電池中的鋰化學性質活躍,是易燃物質,一旦和空氣接觸就會跟空氣中的水,發生猛烈的化學反應,瞬間產生大量的氫氣,並釋放出熱能,極易引起燃燒和爆炸,但鋰電池正負極間有一層隔離膜,可以防止電池短路,加上電池平時都是密封的,正常使用的情況下是相當安全的。 如果發生意外嚴重碰撞使電池保護膜破裂,接觸空氣後爆炸燃燒,表面溫度甚至會高達400-500度,這是因為電池中的電解質著火,進而點燃更多電解質,使火勢難以被撲滅,甚至會釋放出有毒氣體。 今年6月加州有輛停在廢車場排定報廢的 Model S,突然自燃,滅火後又不斷復燃,消防隊最後只好就地挖一個坑,把車子放進去,灌滿水耗費約 1.7萬公升的水,才撲滅火勢。特斯拉的緊急回應指南也提到,若電池著火、高溫燃燒,必須使用大量的水冷卻電池,可能需要約 1.1萬公升的的水直接噴灑在電池上,且可能需要 24小時才能完全熄滅。 ■電動車的心臟 整台電動車零配件的成本組成,電池模組占比最高達 35%至 40%,而正極材料是電化學性能的決定性因素,攸關電池能量密度及安全性能,占電動車電池材料成本比重約30%到40%。 特斯拉原本使用三元鋰電池,2021年底特斯拉宣布全球標準車款改用磷酸鋰鐵電池(LFP),兩種電池到底有什麼差異呢? 其實主要差異的地方就是使用的正極材料不一樣,三元鋰電池的「三元」指的是包含鎳、鈷、錳或鎳、鈷、鋁3種金屬元素的聚合物, 三種元素的混合比例不同,影響電池成本與電化學性質。 磷酸鋰鐵作為正極材料電池跟三元電池相比,磷酸鋰鐵電池安全性高、循環壽命更長,理論壽命可達 7-8年,生產成本較低、但缺點是能量密度較低、重量較重,續航力較差,三元電池能量密度高、安全性較差、元素有毒、鈷、鎳等價格波動大、偏高、且礦藏量較有限。 ■兩種電池各有所長 2021年的磷酸鐵鋰電池產量佔中國動力電池總產量的57%,受特斯拉青睞押寶後,磷酸鋰鐵電池有機會進一步擴大市佔,根據路透社報導,有超過12家公司正考慮未來3年,在美國和歐洲成立磷酸鐵鋰電池及元件工廠。 三元電池技術也不斷提升,特斯拉新一代的 4680電池(新一代的三元電池) ,正極材料將會減少對鈷的用量,轉而提高鎳的比例,負極材料的選用上,也將推出矽基來取代石墨,與現行Model 3使用的2170電池相比體積大了2倍、電池容量提升5倍、續航力提高16%、輸出功率提升6倍,充電速度更快、製造成本為 2170的一半! 根據最新消息,Panasonic電池事業公司「Panasonic Energy」7月14日宣佈將在堪薩斯州興建EV電池新工廠,投資額40億美元(約5,500億日圓),預估最高將雇用約4,000名員工。表示 4680電池在技術面已獲得一定的成效,即將投入量產。 兩種電池各有優缺點,磷酸鋰鐵電安全性高、成本低適用於平價車款,三元電池能量密度高、續航力長、成本高,適用於高階車款,短期來看很難說誰取代誰!消費者在選購的時候,心中自有一把尺! ■電池相關廠商 鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解液與隔離膜四材料所組成,台股相關廠商:正極材料:4739康普、4721美琪瑪、5227立凱、8038長園科。負極材料:1723榮碳、3691碩禾、6555榮碳。電解液:1303台塑、6509聚和。隔離膜:8215明基材。 鴻海砸 6.5億入股負極材料廠榮碳、砸 10億入股正極材料廠碩禾,預計將投入新台幣60億元,聚焦在磷酸鋰鐵電池芯,目標2024年第1季量產,產能超過1GWh。 台塑集團七月宣佈兩階段投入新台幣160億元,將在彰化興建磷酸鋰鐵電池芯廠,第一階段投60億元,預計2024年量產,規模 2.1GWh,第二階段投 100億元,2025興建2027量產,目標規模 2.9GWh。 未來不管電動車或者再生能源都需要龐大的儲能系統,其中以鋰電池占8成以上,為市場主流技術。2021年全球鋰電池需求量為303GWh,2030年將超越1200GWh,增至4倍以上,市場規模相當可觀。 據工研院統計,全球充電電池產值在去年達到近950億美元,今年可望突破千億美元,研調機構SNE更估算,去年電動車市場大爆發,交車量成長逾一倍,造成關鍵零組件-鋰電池明年起將供不應求,並一路持續到2030年,這樣的長線趨勢值得大家進一步研究
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日本產業界的轉型是從2011年開始的。日本有一家電氣公司叫NEC,大家可能不怎麽了解它,日本人叫它“日本電氣公司”。1980年代,中國的四通打印機是一個偉大的革命,我們從鉛字印刷開始進入了電子打字的時代。這項技術,就是NEC公司提供的。NEC是日本第一臺電腦的生產廠商、第一顆人造衛星制造公司。 2011年,家家戶戶還在購買電腦的時候,NEC公司突然決定拋棄電腦事業,這震驚了日本社會,因為NEC公司是日本電腦業的鼻祖。結果,誰買下了NEC公司的電腦事業呢?是中國的聯想集團。但是,時間過去了8年,我們發現現在電腦產業已經是夕陽產業。當時NEC要把電腦產業拋棄的時候,賣了一個好價錢。 但是,到後來索尼、東芝、富士通要把電腦產業賣給人家的時候,就沒有人接盤了。NEC拋售電腦,這就是日本制造產業的先見性。NEC公司早就認識到:傳統的電腦最終是要被淘汰的!現在我們來看,聯想買了NEC電腦產業後,業績變得越來越困難。這是NEC公司興起了產業的轉型革命。 那麽,現在NEC公司在幹什麽呢?現在日本大部分的全自動駕駛汽車的系統就是NEC公司研發的。拋棄了電腦產業以後,NEC並沒有扔掉自己的半導體技術,而是繼續研發尖端的半導體技術。所以,我們可以看到日本產業的革命並不是政府引導的,而是企業的一種自我革命,是一種自我創新。 東芝和索尼拋棄電腦事業以後,索尼公司在2018年創下的利潤已經達到20年來的最高水平。索尼公司把電腦產業賣掉,電視機也做的很少,好像它的產業不太多,怎麽會有這麽高的利潤?對了,它不做殼,改做內件(關鍵零部件)了。比如,它的傳感器已經占到全球份額的70%。 東芝公司把白色家電扔了,扔給誰呢?中國的美的公司。把電視機扔了,扔給我們青島的海信。前幾年,中國媒體當中有一種很大的輿論,覺得我們中國把日本最牛的產業買下來了,日本制造業垮掉了。大家想一想,現在你的家裏還看電視嗎?已經不看了。電視機的制造廠商為了把電視機多賣幾臺,先告訴你客廳裏必須有一臺,你自己的房間裏必須有一臺,你孩子的房間也必須有一臺,一個家庭3臺電視機,現在一臺都不看。 日本人早認識到這一點,所以他們把它扔掉了。日本認為,包括電視機在內的白色家電已經是一個產業包袱,中韓等一些國家都已經做得很好了,沒有必要再維持這一產業。把這個產業扔掉,他們是輕裝上陣,再去開拓新的產業。這是日本電子產業的新發展理念。 東芝、富士通、松下、夏普把手機都扔掉了。現在日本還有索尼公司在生產一部分手機,一年大概500萬臺。還有一個京瓷公司,他們自己還在生產一部分手機,因為他們有au移動通信公司,但都是國內使用的。大家想想他們把手機扔掉以後,技術怎麽辦呢?結果它們的零部件大多賣給中國,利潤比自己做手機還好。 華為手機這幾年發展很快,你們要知道華為手機基本上是在日本研發的。任正非先生很聰明,他不是把人家的生產線買下來,而是把人家的頭腦買下來。日本這麽多公司,把手機扔掉以後,有這麽多手機研發人才,他把他們高薪雇傭起來,在橫濱設立了一家研究所,招募了400多名日本的手機工程師,幫華為研發智能手機。 同時,日本這些公司的手機零部件業提供給華為、OPPO和小米。華為手機研發的這麽好,是因為用日本人、日本技術。所以OPPO也學,也在日本設立了研究所。所以,我們可以看到,日本把手機產業扔掉了,但手機零部件賣給中國後,獲得的利潤仍然很高。 富士通現在在構建物聯網,同時構建一個宇宙的監測系統。這個照片是日本研發的日本版的GPS定位系統。因為日本現在進入到汽車全自動駕駛時代,它的信號不能出現斜折線,必須直線。也就是每時每刻在日本的上空必須有兩顆衛星,這樣才能使信號與汽車做到精準同步,不至於讓全自動駕駛汽車出現1秒鐘的滯後,以避免交通事故的發生。這個系統是富士通公司在研發。 再看看佳能。佳能是賣照相機的,但是因為高清鏡頭手機的普及,照相機產業日子越來越難過。佳能也開始轉型,你根本想不到,佳能現在在參與研發小型火箭。因為大型火箭的投入太大,佳能成立了一家公司,拿了50%的股權,聚合了一些日本主要的電子與軍工企業,在研發小型火箭發射商業衛星。佳能把東芝的醫療設備公司買下,還開始投身醫療產業。 其實日本轉型最成功的一家企業是富士膠卷。我們年輕的時候拍照片只有兩種膠卷,一個是柯達,一個是富士膠卷。現在柯達死了,富士膠卷還活著。為什麽呢?富士膠卷把它做膠片的膜技術提煉出來,用於生產化妝品。同時,它在研發新藥。也就是說,富士膠卷從一家面臨淘汰的傳統企業成功轉型為高新技術企業,沒有像柯達那樣死掉。 日本企業的自主創新 2018年5月份,李總理去日本訪問,他在北海道參觀了豐田汽車公司,很認真的聽了1個多小時的介紹。豐田有款新能源車叫“未來”,它使用的是氫能源系統。中國現在拼命發展電動汽車,日本企業已經意識到,電動汽車的電池存在兩個問題:一是容易老化,就像手機電池,過了一年,發現充電困難;二是電池處理過程會產生很大的汙染。豐田汽車公司從1992年開始研發氫能源技術,現在這個氫能源汽車已經銷售了6000輛,年產3000輛。 這個汽車有什麽特點?我去開了一次,這輛汽車充氣3分鐘,可以開650公裏。它跟充汽油一樣便捷,而且價格比汽油便宜。李總理看了以後,他就覺得我們電動汽車政策需要調整。中國現在就開始研究日本的氫能源的未來發展方向。 豐田汽車公司不僅僅是把氫能源裝在汽車上,而是把它開發成移動電源。當地震發生以後,當海嘯來的時候,或者當臺風來襲出現停電時,這輛汽車的氫能源可以接上家裏的電源,保證一戶家庭一個星期的正常電力供應。然後,把氫能源反應裝置搬到大樓裏,可以供這個大樓所有的供電所需。 日本政府現在宣布要進入氫能源社會,家家戶戶只需要安裝小小的氫能源反應裝置,就不再需要電力公司提供電網供電,氫能源反應裝置排放出來的是清水,對環境沒有汙染。氫能源是未來最清潔的能源,也是取之不盡的能源。豐田汽車公司已經宣布完全開放這一技術,造福人類。 大家還要關註軟銀和豐田汽車公司現在在做的一件事情。軟銀這幾年悄悄的幹了一件事,將全世界主要的AI技術公司,以出資或者收購的手段納入自己的旗下。現在的軟銀集團是全世界擁有AI技術最多的一家公司。軟銀控制了這些技術,想幹什麽呢?他去找了豐田汽車公司的社長豐田章男。 大家看到的PPT上的這輛汽車,是今年在美國家電展上展出的豐田概念車。這輛汽車是一個移動平臺,取名叫“E-調色板”,你想把它打扮成什麽角色都行。按照豐田社長的說法,買汽車的時候不是消費,是買了以後才消費。 這輛車是全自動駕駛汽車,早上上班的時候,你通過網約系統把它約上,車自動開到你家門口,把你載上開到上班的地方。過了上班高峰期以後,它把車開到物流公司的倉庫裏去做商品配送。然後,中午去辦公區賣盒飯。到了下午,再去送貨。到了傍晚,通過網約系統,再把你們一個個接上送回家。到了晚上,它裝上啤酒、各種小吃,開到一個熱鬧的街頭,成為一家移動商鋪。這不是一個夢想,它將於2021年全部公開上市。 日本的老齡化問題很嚴重,如何幫助這些老人?軟銀與豐田汽車公司的構想是,當農村的老太太生了病,怎麽辦?沒有子女在身邊,就委派一輛全自動駕駛的“調色板”去接她。車上可以量體溫和血壓,通過遠程問診,基本數據報給醫生以後,到了醫院,該手術的就手術,該吃藥的就吃藥,把基本問題解決在移動過程中。 軟銀公司和豐田公司,第一不缺錢,第二不缺技術,第三不缺智慧,兩家企業巨頭開始打造世界上第一個AI社區。日本的全自動駕駛汽車將於2020年東京奧運會上投入使用,出租車和選手村裏的所有巴士都要進入全自動駕駛系統,日本要把東京奧運會開成一個“科技奧運”。這就是日本的科技實力,而這一科技實力在於它的前瞻性,以及為了實現這一前瞻性所默默實施的周全的技術儲備。 日本現在很重視尖端醫學的研究。為什麽日本的諾貝爾獎這幾年會出現井噴現象?因為日本比較重視基礎研究,我們中國比較重視應用研究。馬雲先生把應用研究做得很好,一個技術拿來以後,做成了一家大電商。微信——一個交友信息軟件,被打造成百貨平臺和金融平臺。但是,日本人覺得技術應用雖然需要,但基礎研究更重要。所以,日本科研經費的55%用於基礎研究。 正因為有紮實的基礎研究,才會有諾貝爾獎。豐田的氫能源技術從1992年開始研究,到2014年才開始應用。中國哪一家民營企業願意花20多年的時間去研究一項技術?沒有。日本做到了,他們有這個耐心,也願意花這份錢。研發成功之後,還願意向全世界公開這項技術,提供免費利用,做得還很有情懷。 日本現在致力於徹底克服癌癥堡壘。2018年獲諾貝爾獎的本庶佑教授,他研究的成果很有意義。癌細胞和人體的正常細胞之間相互碰撞以後不會產生融合,也就是健康細胞無法消滅癌細胞。為什麽會出現這一問題,本庶佑教授花了很多的時間去研究,終於發現癌細胞裹了一層蛋白質。他於是再與醫藥公司合作,發明一種藥,可以把這個蛋白質打掉,使健康細胞可以對癌細胞發動進攻,最終把癌細胞消滅掉。 現在這款新藥已經開始出售了。日本2萬多病人使用了這款新藥以後,總有效率達到30%。本庶佑教授自然不滿足,他希望今後人們可以像治療感冒一樣,吃幾片藥、打幾針就可以治愈癌癥。所以,本庶佑教授將自己未來的專利所得和諾貝爾獎獎金拿出來,湊了1000億日元,相當於60億人民幣,設立一個醫學研究基金,最終要攻克癌細胞。我想到了兩個字——“偉大”。 剛才中國商飛的郭博智先生介紹了我們大飛機研發制造情況,我們為中國開始擁有大飛機感到自豪。但是,我們也必須註意到一個事實,一架大飛機,500多萬個零部件,最初在中國只能找到三分之一,還有三分之二找不到,所以我們C919客機需要海外200多家一級供應商。波音787是美國的,但日本人認為這是日本準國產飛機。 為什麽這麽講?我說兩個事實:第一,這個飛機的機體不是用鋁合金做的,而是用日本東麗公司研發的碳纖維,造這個機體的是三菱重工。你看波音787客機的翅膀像鯊魚翅膀一樣,是弧形的,鋁合金是做不出弧形的,只有碳纖維能做出弧形。碳纖維還有一個特點,它的室內溫度比鋁合金機體的室內溫度降低6度左右。 同時,它的重量比鋁合金的重量減少30%,意味著灌同樣的油,它可以多飛30%的航程。它的機頭是富士重工造的,它的電子系統是松下電器提供的。這就是日本航空工業的現狀。大家一定是第一次知道這一事情,因為日本企業做事不吭聲,不喜歡張揚。 日本如何扶持中小企業 上午在舉行中國前50家制造企業圓桌會議的時候,我就講到,我們中國的制造業如何做精益化、數字化、智能化問題。其實我們的政府和企業也想了許多點子,做的也很努力。我昨天去參觀天津的西門子弗萊德公司,他們的精益化做的很好,我覺得我們中國人完全可以把企業管好。但是,要做到精細化,要實現數字化和智能化,單靠企業自身的努力是不夠的,要解決好三大問題。 第一大問題,政府的角色。政府的職責就是要給制造業創造一個舒適的、通暢的行商環境。你鼓勵企業去搞數字化、智能化。我買機器人的錢哪裏來?沒錢。為什麽沒錢?納的稅太高了。能不能把稅減一點?政府應該去做這件事情。 日本的法人稅已經從30%減到了23%,中小企業的法人稅已經從25%減到了15%。我們中國有沒有可努力的余地?我想絕對有的。因為我們的政府比日本政府富裕得多。 第二大問題是資本。一家企業發展需要資本,資本來自什麽地方? 第一,自身的積累; 第二,來自於銀行; 第三,來自於社會,也就是各種基金資本。 中國制造業現在依賴的資本,最大的不是自有資本,也不是銀行資本,而是社會資本。我們這裏在座的有投資公司的總裁,你們眼睛盯著的是,投下去以後,什麽時候能夠把這家企業做上市,我能獲得最大的利益。中國創新企業有一個綽號,叫“輪企業”,A輪、B輪、C輪投資結束後,企業還沒有實現盈利,但是號稱估值已經達到了幾百億美元,於是包裝上市,大家分錢。 投資基金是一把雙刃劍,它能夠助推企業在初期飛速發展,但它也是一根上吊的繩子。為什麽這麽說?大家知道,投資基金,跟企業都有對賭協議,5年或者8年,你做不到他的期望值,你就死掉了。你上市以後,過了若幹年,它把資金一抽逃,你怎麽辦?就像火箭發射衛星,上去以後,還沒進入軌道,推動力沒了。所以,許多所謂的創新企業一上市就黃,原因就在這裏。大家是玩錢,而不是做實業。 日本企業有一句經營行話,叫“安全駕駛”,企業一定要有大量的自有資金的積累,這樣,不管遇到多大的風浪,什麽金融危機、泡沫經濟崩潰,企業都可以支撐3年、4年、5年。然後,我可以用充裕的時間和財力,慢慢的實行轉型,慢慢的提升自己的產業。特朗普再打壓,我也不會太害怕。 日本銀行協會調查了中小企業,問他們要不要銀行貸款?70%的中小企業告訴銀行一句話,我們不要你的貸款。日本的商業貸款的利率是1.5%。這麽低的利率大家還不要,說明日本企業真的有點錢,而且還沒有太多的野望! 東京股市從安倍上臺的2012年的8000點,已經上升到22000點。我們必須看到,日本企業這幾年不是走下坡路,而是在走上坡路,而且始終是默默地往前走。
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