|
核聚变能虽一直以来被誉为未来的清洁能源，但目前看来前景并不明朗。 对未来发电方式来说，核聚变反应堆有其独特益处。与常规核反应堆不同，核聚变反应堆不可熔，也不会产生可用作武器或需特殊处理的放射性物质。核聚变反应堆引发的安全和环境问题是最小的，燃烧所需的氘和锂也均可从海水中提取。核聚变发电站在建设时，资金成本优势明显，而且除了运行费用外，实质无需任何成本投入。 核聚变能是在高温等离子体中产生的。美国能源部对核聚变能的预算投入在20世纪70年代末能源危机期间达到顶峰后开始逐年递减，目前每年约为4亿美元。当时，聚变反应堆在实现净能量增益方面取得了重大进展，达到了产出高于投入的喜人进展。通过将等离子体温度、密度和持续时间（也被称为劳森判据）的乘积增加一倍，聚变研究取得的进展确实符合摩尔定律。然而，要取得重大进展，还需要规模庞大的聚变反应堆。 终结托卡马克 托卡马克技术源于前苏联，后来，美国、欧洲和日本在内的多国都采用了这一技术。1985年，里根和戈尔巴乔夫共同启动了“国际热核聚变实验堆”（ITER）计划。设计和建造中的ITER用于生产、维护和研究未来聚变发电所需的等离子体。 ITER不仅是迄今为止最大的核聚变反应堆，而且很可能是历史上最雄心勃勃的工程项目和人类有史以来试图建造的最复杂的机器。ITER与包括欧盟、美国、俄罗斯、中国、印度、日本和韩国（甚至伊朗也希望加入）在内的合作伙伴一起，正成为政治和物流的挑战。如此大规模且长期的国际协作值得期待。 不幸的是，实际行动中出现了预算严重超支和进度过慢的现象，但这是意料之中的。ITER目前的预算约为180亿美元（确切数字未知），预计2025年会有第一台等离子体出现，而计划中的氘氚核聚变反应要等到2035年。显然，如果TTER资金仍然不足的话，这一时间可能还会无限推后。 在美国政府每年花费在核聚变研究上的4亿美元中，约有一半应该用于ITER的开发。然而，联邦预算将此削减到略高于3亿美元，当前ITER的可用预算仅为6300万美元；到目前为止，ITER甚至不在参议院的预算中。 加拿大早就退出了该计划，英国也在观望中，而美国在这方面的投入资金不足。ITER的未来岌岌可危。“ITER是实现聚变商业化所需的关键一步。一旦成功，在30-35年内，我们就会有清洁且丰富的能源来支持电网。但是如果我们不投资于核聚变，我们就有可能阻断这条道路。”在ITER工作的物理学家马克·亨德森如是说。 核聚变企业 其他有关核聚变的企业也在追求独特的反应堆设计。美国华盛顿雷德蒙德的气氦核能源公司筹集了约2000万美元，其中包括来自美国能源部和国防部的资金。气氦核能源公司正在建造第五个原型机，并计划开发一个50兆瓦的直接能源转换器，希望能一举平衡能源收支。 英国的托卡马克能源公司则通过小型托卡马克采取了一种更传统的方法。托卡马克能源公司在他们最新的原型中获得了第一块等离子，并计划在2030年前以商业规模提供核聚变能。其他聚焦于核聚变能的企业也在追求自己的理念。 虽然个体的聚变计划成功的可能性很低，但多种思维的碰撞增加了其实现净能量增益的可能性。 最终，ITER、其他研究项目和企业之间的竞争会是一种良性竞争。虽然他们可能会争夺资金，但为推进聚变研究，他们需要通力合作。 核聚变投资 一旦核聚变技术显现出净能量增益和商业生存能力，第二波投资就会跟进。并且第二波投资的财务风险更多地取决于工程和商业化，而不是技术可行性，因而此时早期投资者可能会有退出的迹象。 通用聚变的创始人兼首席科学家米歇尔·拉伯奇说：“现在的核聚变就像是莱特兄弟第一次飞行前的飞机。一旦有人做到这一点，热度就会上升，然后投资就会大量涌入，但目前核聚变还未取得任何令人兴奋的进展。” 如果气候问题最坏的结果终将出现，那么人类的未来可能就依靠于此了。因此，今天人类在核聚变能上投放更多的筹码将会是个明智的避险之策。 翻译：王珍 审校：杨晓彤 |
|
|
