人類到底什么時(shí)候才能實(shí)現(xiàn)可控核聚變?這個(gè)問(wèn)題或許并不關(guān)鍵,因?yàn)橥ㄟ^(guò)建設(shè)聚變電站來(lái)供給電力可能并沒(méi)有商業(yè)價(jià)值。
3月23日,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然·能源》(Nature Energy)發(fā)表論文指出,主流技術(shù)路線的聚變發(fā)電廠經(jīng)驗(yàn)率(Experience Rate)僅有2%-8%,遠(yuǎn)低于目前聚變商業(yè)公司的假設(shè)。[1]
論文一作、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院在讀博士生湯靈熹(Lingxi Tang)向《知識(shí)分子》解釋,所謂“經(jīng)驗(yàn)率”是衡量技術(shù)學(xué)習(xí)效應(yīng)的重要指標(biāo),其標(biāo)準(zhǔn)定義是累計(jì)產(chǎn)量每增加一倍時(shí),單位成本下降的百分比。
例如,太陽(yáng)能(5.000, 0.00, 0.00%)光伏(PV)的經(jīng)驗(yàn)率通常可達(dá)20%左右,這意味著每當(dāng)累計(jì)產(chǎn)量翻一番,其單位成本便會(huì)下降約20%。[2]
“如果經(jīng)驗(yàn)率僅有2%-5%,即使未來(lái)部署規(guī)模大幅增長(zhǎng),成本下降也將十分有限,缺乏經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。“湯靈熹說(shuō),“以及現(xiàn)在還不存在聚變電廠,諸多工程和材料問(wèn)題還未解決,無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估其初始成本。”
因此,論文的政策簡(jiǎn)報(bào)提議,除非開(kāi)發(fā)出具有不同特性的新設(shè)計(jì),否則政策制定者不應(yīng)將聚變能源作為未來(lái)清潔能源體系的核心支柱,也不應(yīng)為其提供資金支持。[3]
此篇論文無(wú)疑給火熱的聚變賽道潑了盆冷水,但在業(yè)界也引發(fā)了質(zhì)疑。麻省理工學(xué)院(MIT)孵化的商業(yè)聚變公司CFS現(xiàn)任CEO鮑勃·蒙加德(BobMumgaard)在采訪中直言,該研究團(tuán)隊(duì)既未參與聚變產(chǎn)業(yè)實(shí)踐,也未聯(lián)系他或“任何正在建造聚變電站的人”,結(jié)論未必充分反映行業(yè)現(xiàn)狀。[4]
事實(shí)上,多年來(lái)國(guó)內(nèi)外圍繞核聚變的爭(zhēng)論從未停歇。借此機(jī)會(huì),《知識(shí)分子》采訪了論文作者以及多位國(guó)內(nèi)聚變領(lǐng)域的科研和產(chǎn)業(yè)界人士,希望為這場(chǎng)討論提供更多視角和信息。
1936年,航空工程師西奧多·萊特(Theodore Wright)通過(guò)分析飛機(jī)制造數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),每當(dāng)累計(jì)產(chǎn)量翻一倍,單位成本便會(huì)按一定比例下降。[5]
這一規(guī)律被稱為“萊特定律”(Wright's Law),用來(lái)描述某項(xiàng)技術(shù)在規(guī)模化生產(chǎn)過(guò)程中不斷降本的現(xiàn)象,即“邊做邊學(xué)”(Learning by doing)的典型體現(xiàn),如今已被廣泛用于汽車、光伏、電池等產(chǎn)業(yè)的研究。
在萊特定律框架下,不同技術(shù)間的經(jīng)驗(yàn)率存在顯著差異,較高的經(jīng)驗(yàn)率往往意味著更快的降本速度和更強(qiáng)的商業(yè)化潛力。
比如1976年-2019年期間,太陽(yáng)能組件的價(jià)格從每瓦106美元降至0.38美元,降幅達(dá)99.6%,使太陽(yáng)能成為世界上最便宜的電力來(lái)源之一。[6]電動(dòng)汽車和鋰電池等技術(shù)也展現(xiàn)出了顯著的經(jīng)驗(yàn)曲線,推動(dòng)其走向大規(guī)模商業(yè)化。
作為一種新型能源技術(shù),可控核聚變?cè)谶^(guò)去幾年吸引了大量市場(chǎng)和政策關(guān)注。支持者認(rèn)為,聚變有望提供近乎無(wú)限、清潔且廉價(jià)的能源,從根本上改變?nèi)蚰茉大w系。
“一些聚變公司和專家聲稱聚變能像太陽(yáng)能一樣價(jià)格快速下降,”湯靈熹說(shuō),“但似乎沒(méi)有證據(jù)來(lái)檢驗(yàn)這說(shuō)法。”
湯靈熹等人發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有聚變成本的預(yù)測(cè)研究主要通過(guò)主觀設(shè)定經(jīng)驗(yàn)率,或借用其他技術(shù)類別的經(jīng)驗(yàn)率參數(shù)。這導(dǎo)致目前文獻(xiàn)資料采用的8%-20%經(jīng)驗(yàn)率范圍可能并不準(zhǔn)確。
某項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)率主要基于歷史成本數(shù)據(jù)估算,而聚變尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化部署,缺乏可供分析的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而從技術(shù)特征推斷主流核聚變路線的經(jīng)驗(yàn)率。
已有研究表明,設(shè)備規(guī)模、設(shè)計(jì)復(fù)雜度和定制化程度是影響經(jīng)驗(yàn)率的關(guān)鍵因素。研究人員通過(guò)專家訪談評(píng)估未來(lái)聚變電站在這三個(gè)維度上的特征,再與經(jīng)驗(yàn)率已知的成熟技術(shù)進(jìn)行比較,從而推導(dǎo)出聚變電站可能的經(jīng)驗(yàn)率范圍為2%-8%。
湯靈熹提到,在專家訪談過(guò)程中,受訪者幾乎一致將聚變電站評(píng)價(jià)為高度復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。
“很多科學(xué)家對(duì)此感到自豪,在他們看來(lái),能夠?qū)崿F(xiàn)可控核聚變本身會(huì)是一項(xiàng)壯舉。”湯靈熹說(shuō),“但復(fù)雜性恰恰可能成為限制成本快速下降的因素。對(duì)于發(fā)電技術(shù)而言,無(wú)論電力來(lái)自何種能源,最終決定其競(jìng)爭(zhēng)力的仍然是成本。”
難以實(shí)現(xiàn)小型化是聚變電廠經(jīng)驗(yàn)率較低的另一個(gè)重要原因。根據(jù)該研究的訪談,專家普遍認(rèn)為聚變電站的規(guī)模下限較高,單機(jī)容量難低于200兆瓦。
“目前主流的氘氚(D-T)聚變路線會(huì)產(chǎn)生高能中子,需要厚重的屏蔽層來(lái)保護(hù)設(shè)備和周邊環(huán)境,這對(duì)反應(yīng)堆尺寸提出了要求。”
湯靈熹同時(shí)表示,另一方面,聚變反應(yīng)本身存在明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),如果等離子體體積過(guò)小,其表面積與體積之比會(huì)顯著增大,熱量更容易散失,維持聚變反應(yīng)所需的能量成本也會(huì)隨之上升。
聚變電站與陸上風(fēng)電、光伏電池板、鋰電池和核裂變電站經(jīng)驗(yàn)曲線對(duì)比[1]不過(guò),研究團(tuán)隊(duì)也強(qiáng)調(diào),目前關(guān)于經(jīng)驗(yàn)率決定因素的理解仍存在局限性。設(shè)備規(guī)模、設(shè)計(jì)復(fù)雜度和定制化需求與經(jīng)驗(yàn)率之間的關(guān)系,更多體現(xiàn)為相關(guān)性而非嚴(yán)格的因果關(guān)系。
2024年4月,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院卡特琳·西弗特(KatrinSievert)等人在《Joule》發(fā)表論文,首次提出了可以用上述三個(gè)特征來(lái)預(yù)測(cè)新興技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)率,并通過(guò)對(duì)聚光槽式光熱發(fā)電、陸上風(fēng)電和光伏歷史成本的回溯測(cè)試一定程度驗(yàn)證了該方法的可靠性。[7]
“論文發(fā)表后,確實(shí)引發(fā)了一些爭(zhēng)議。有的說(shuō)終于有人開(kāi)始質(zhì)疑核聚變是否值得如此大規(guī)模投資,也有人認(rèn)為我們的方法并不夠嚴(yán)謹(jǐn)。”
湯靈熹指出:“但到目前為止,我還沒(méi)有看到任何批評(píng)能夠從根本上推翻我們的結(jié)論。因?yàn)閾?jù)我所知,這是第一篇基于歷史理論和證據(jù),而非主觀假設(shè),來(lái)估算核聚變經(jīng)驗(yàn)率的研究。”
核聚變是輕原子核結(jié)合成較重原子核并放出巨大能量的過(guò)程,聚變電站旨在從反應(yīng)堆中獲取這種能量以發(fā)電。由于聚變?cè)牧腺Y源相對(duì)豐富,且不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和長(zhǎng)期存在的放射性廢物,被視為是人類解決能源問(wèn)題的重要出路。
目前主流聚變反應(yīng)使用氘和氚作為燃料。美國(guó)能源部稱,僅1克氘氚燃料所釋放的聚變能量,就相當(dāng)于約2400加侖石油的能量。[8]
相比核裂變所需的重核素,核聚變的燃料儲(chǔ)量更為充足。例如,氘在自然界中大量存在,每6500個(gè)氫原子中就有一個(gè)是氘。氚具有放射性且半衰期較短,故只有極少量氚天然存在,但可以通過(guò)中子轟擊鋰同位素的方式來(lái)生產(chǎn)。
然而,即使燃料成本能得到控制,考慮到聚變電站的低經(jīng)驗(yàn)率,一旦初始建設(shè)的資本支出(CAPEX)過(guò)高,聚變發(fā)電將難以保證經(jīng)濟(jì)性。
通過(guò)專家評(píng)估和文獻(xiàn)資料梳理,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),由于低技術(shù)成熟度,學(xué)界和業(yè)界對(duì)于首臺(tái)聚變電站的資本支出尚無(wú)廣泛共識(shí),其成本估計(jì)范圍從每千瓦裝機(jī)容量1400美元到43000美元不等。[1]
“和公共部門專家相比,私營(yíng)部門專家在成本估算方面表現(xiàn)出的態(tài)度更加樂(lè)觀。”湯靈熹說(shuō)。論文提及,私營(yíng)部門專家給出的聚變電站資本支出平均估計(jì)約為每千瓦7000美元,而公共部門專家的平均估計(jì)約為每千瓦26000美元。
不過(guò)無(wú)論是樂(lè)觀還是謹(jǐn)慎,當(dāng)下關(guān)于聚變發(fā)電成本的討論都缺乏實(shí)際商業(yè)項(xiàng)目的驗(yàn)證。迄今為止,全球尚未建成一座商業(yè)聚變發(fā)電廠,而標(biāo)桿性的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)預(yù)算已達(dá)數(shù)百億歐元量級(jí),可謂“吞金巨獸”。
1988年,美國(guó)、前蘇聯(lián)、歐盟、日本共同啟動(dòng)了計(jì)劃,目標(biāo)為建造一個(gè)可自持燃燒的核聚變實(shí)驗(yàn)堆。2006 年,ITER正式啟動(dòng)建設(shè),由35個(gè)國(guó)家共同參與。
自啟動(dòng)以來(lái),ITER遭遇了多次延期和嚴(yán)重的成本超支問(wèn)題。2024年7月,ITER組織總干事彼得羅·巴拉巴斯基宣布調(diào)整ITER路線圖,導(dǎo)致其成本再增加50億歐元。[9] 此前,ITER官方估算的總成本已從2006年的60億歐元上升至200億歐元。[10]
假設(shè)核聚變電廠最終建成,實(shí)現(xiàn)商業(yè)成功也并非順理成章,它仍需在成本、可靠性和部署速度等方面與其他低碳能源技術(shù)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
“人類社會(huì)對(duì)能源的需求會(huì)持續(xù)增長(zhǎng),清潔能源肯定越多越好。”湯靈熹表示,但如果聚變電站單體投資高達(dá)數(shù)十億美元,而現(xiàn)有技術(shù)能夠以更低成本實(shí)現(xiàn)同樣目標(biāo),那么市場(chǎng)未必會(huì)為聚變買單。
“為什么要多花多么錢,而不是直接去增強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,更多部署太陽(yáng)能和儲(chǔ)能,或者建設(shè)配套碳捕集技術(shù)(CCS)的天然氣電站?”湯靈熹說(shuō)。
埃隆·馬斯克也曾公開(kāi)唱衰核聚變,稱“在地球上建造小型核聚變反應(yīng)堆愚蠢至極”。他指出,太陽(yáng)本身已是一個(gè)巨大、免費(fèi)的核聚變反應(yīng)堆,應(yīng)停止在小型聚變堆上浪費(fèi)金錢。[11]
但隨著近兩年人工智能(AI)快速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心用電需求激增,市場(chǎng)對(duì)于穩(wěn)定、低碳且可全天候運(yùn)行的新型能源技術(shù)寄予更高期待,且伴隨著多種材料和技術(shù)的突破,聚變發(fā)電獲得了更多關(guān)注。
據(jù)核聚變產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(FIA)統(tǒng)計(jì),截至2025年6月,全球聚變開(kāi)發(fā)企業(yè)在過(guò)去12個(gè)月內(nèi)共募集資金26.4億美元,同比增長(zhǎng)180%;53家聚變企業(yè)累計(jì)融資額已達(dá)到97.66億美元。[12]
由于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)僅評(píng)估了以氘氚燃料為基礎(chǔ)的磁約束和慣性約束聚變路線,部分業(yè)內(nèi)人士批評(píng),該研究沒(méi)有充分考慮近年來(lái)商業(yè)聚變公司探索的其他技術(shù)路徑,存在局限性。
此外,也有觀點(diǎn)認(rèn)為,論文對(duì)影響聚變降本潛力的關(guān)鍵因素考慮不足,尤其是在零部件迭代和制造模式等方面。
“這篇論文作為學(xué)術(shù)討論沒(méi)什么問(wèn)題,作為政策參考可能不合適。”北京大學(xué)應(yīng)用物理與技術(shù)研究中心研究員康煒告訴《知識(shí)分子》,聚變發(fā)電廠經(jīng)驗(yàn)率的估計(jì)值,是一個(gè)主觀感受占主導(dǎo)的數(shù)值,因人而異,因方法而異。從2%-20%都不奇怪,分別代表對(duì)技術(shù)發(fā)展的保守和樂(lè)觀估計(jì),當(dāng)前的估計(jì)只是參考。
從實(shí)際建造進(jìn)展來(lái)看,CFS的CEO鮑勃·蒙加德指出,聚變電站在產(chǎn)品制造速度以及各類零部件成本下降方面已經(jīng)展現(xiàn)出明確趨勢(shì),且遵循當(dāng)代工業(yè)體系的發(fā)展邏輯。
康煒也贊同,當(dāng)前聚變領(lǐng)域正處于多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)快速發(fā)展的階段。
“具體來(lái)看,高溫超導(dǎo)強(qiáng)磁體推動(dòng)了約束技術(shù)進(jìn)步,先進(jìn)制造技術(shù)讓此前不被看好的仿星器路線重新受到重視,而AI技術(shù)的發(fā)展則有望提升等離子體長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定控制能力。”他說(shuō)。
“這篇論文的基本結(jié)論我們是認(rèn)同的。”清華大學(xué)工程物理系副教授、星環(huán)聚能首席科學(xué)家譚熠對(duì)《知識(shí)分子》表示。
星環(huán)聚能成立于2021年,是一家脫胎于清華大學(xué)工程物理系聚變實(shí)驗(yàn)室的核聚變商業(yè)公司。2026年5月,星環(huán)聚能完成5億元人民幣A+輪融資,估值突破10億美元,躋身獨(dú)角獸行列。
譚熠坦言,因?yàn)槲磥?lái)聚變堆各個(gè)部件現(xiàn)在還完全沒(méi)有報(bào)價(jià),聚變能的經(jīng)濟(jì)性比較麻煩,正向研究很難。“后來(lái)我想了個(gè)辦法,正向推導(dǎo)聚變能的經(jīng)濟(jì)性很難的話,那我們就反過(guò)來(lái)研究。”
他的計(jì)算方法是,假設(shè)一個(gè)100萬(wàn)千瓦的聚變電站,造價(jià)為1000億人民幣,使用壽命40年,成本、發(fā)電小時(shí)數(shù)、融資利息均參考現(xiàn)有核電的水平,考慮燃料成本、建造成本和運(yùn)維成本,可以得到聚變的度電成本構(gòu)成里絕大部分是聚變堆的建造成本及其資金利息帶來(lái)的分?jǐn)偂?/section>
“因此,要降低聚變堆平準(zhǔn)化度電成本,必須要降低聚變堆的造價(jià)。”譚熠說(shuō)。
星環(huán)聚能同時(shí)分析了不同能源技術(shù)的降本規(guī)律。他們發(fā)現(xiàn),某種技術(shù)或者產(chǎn)品能否快速降價(jià),主要取決于零部件數(shù)量,以及能夠自動(dòng)化生產(chǎn)的零部件占比有多高。或者說(shuō),人工參與越多的技術(shù)就越難降低成本。
“光伏零部件數(shù)量可能是以百計(jì),成本下降得特別快。風(fēng)電零部件數(shù)量以萬(wàn)計(jì),成本下降速度就慢了不少。現(xiàn)有裂變核電零部件數(shù)量按百萬(wàn)計(jì),成本就很難降低。”
譚熠指出,這些結(jié)論的意義在于,如果要讓聚變能走向千家萬(wàn)戶,必須從源頭就降低聚變堆的復(fù)雜度,縮小聚變堆的體積。想通過(guò)先做個(gè)很大很復(fù)雜很昂貴的聚變堆,再去批量生產(chǎn)降低成本是很難的。
星環(huán)聚能選擇的技術(shù)路線為球形托卡馬克+高溫超導(dǎo)。譚熠稱這是對(duì)現(xiàn)有最成功的托卡馬克技術(shù)路線的大膽創(chuàng)新,能夠大幅縮小體積,并通過(guò)重復(fù)脈沖運(yùn)行和磁重聯(lián)加熱,大幅降低復(fù)雜度。
“我們認(rèn)為只有這樣才有機(jī)會(huì)把聚變能做得足夠的便宜。”他說(shuō):“當(dāng)然也有一些其他路線更加簡(jiǎn)單,更加緊湊,造價(jià)肯定會(huì)更低。但問(wèn)題在于他們過(guò)往的歷史數(shù)據(jù)非常的不充分,不足以支撐我們基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)去設(shè)計(jì)未來(lái)的聚變堆,我認(rèn)為這些技術(shù)路線也很難。”
譚熠認(rèn)為,一方面原材料需要降低成本;另一方面,加工制造以及安裝,如果有新的模式,是有機(jī)會(huì)大幅降低聚變堆的成本,實(shí)現(xiàn)非線性的成本變化。
“按照現(xiàn)在ITER 的造價(jià)外推的話,聚變電站的造價(jià)確實(shí)很高,經(jīng)濟(jì)地聚變發(fā)電非常困難。”
但譚熠依舊表示,星環(huán)聚能未來(lái)的示范電站可以大幅降低成本。初期目標(biāo)是經(jīng)過(guò)一次迭代后,讓聚變電站的成本降到跟現(xiàn)有核電差不多的水平。后期希望通過(guò)各種加工制造技術(shù)的升級(jí),進(jìn)一步降低聚變堆的造價(jià),逼近聚變電力的邊際成本,也就是聚變?nèi)剂铣杀荆阆聛?lái)每度電不會(huì)超過(guò)一分錢。
永遠(yuǎn)迷人,永遠(yuǎn)遙遠(yuǎn)
“聚變實(shí)現(xiàn)了應(yīng)該最終一定會(huì)有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的。但不一定會(huì)很快。”康煒說(shuō),主要的理由是其它形式的能源總功率有一個(gè)上限,在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)會(huì)滿足不了人類的需求。
自20世紀(jì)30年代科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到核聚變以來(lái),利用這一原理來(lái)獲取幾乎無(wú)窮無(wú)盡的能源便成為了人類的夢(mèng)想。但經(jīng)過(guò)近百年的研究,聚變能源仍未能向電網(wǎng)凈輸出一度電。
小規(guī)模實(shí)現(xiàn)核聚變并不困難,但產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)低于投入。1934年,卡文迪許實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)就通過(guò)高能氘離子轟擊富含氘的目標(biāo),產(chǎn)生了氦-3和氚,首次實(shí)現(xiàn)了核聚變的實(shí)驗(yàn)演示。[13]
1950年代,氫彈的出現(xiàn)證明核聚變能夠獲得凈能量,卻只能以不可控且極具破壞性的方式實(shí)現(xiàn)。
1957年,英國(guó)科學(xué)家J.D. 勞森提出勞森判據(jù)(Lawson criterion),即為了實(shí)現(xiàn)自持核聚變,聚變裝置的能量增益因子Q應(yīng)當(dāng)不低于1,由此可以推導(dǎo)出等離子體的溫度、密度和能量約束時(shí)間的乘積(聚變?nèi)胤e)需要達(dá)到的數(shù)值。比如,ITER的目標(biāo)是達(dá)到Q>10 的增益,三重積的數(shù)值需要>6 × 1021 m?3?s?keV。[14]
在可控核聚變發(fā)展的黃金期,聚變?nèi)胤e的提升速度一度堪比摩爾定律。1996年左右,日本的JT-60U以氘-氘為燃料,其聚變?nèi)胤e記錄曾達(dá)到1.5乘以10的21次方,聲稱等效氘氚已實(shí)現(xiàn)Q>1。[15]而歐洲聯(lián)合環(huán)(JET)在1997年的氘氚實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)造了Q=0.67的紀(jì)錄。[16]
然而進(jìn)入21世紀(jì)后,聚變?nèi)胤e和Q值的提升明顯停滯。等離子體不穩(wěn)定性、熱負(fù)荷管理以及能量提取效率等問(wèn)題突出。
此外,如果使用氘氚作為燃料,聚變發(fā)電廠還必須同時(shí)解決高能中子損傷、氚燃料的增殖與回收、材料耐受性等一系列工程挑戰(zhàn)。[17]
“氘氚聚變跟其他能源很難競(jìng)爭(zhēng)。不說(shuō)其他能源,跟裂變都很難競(jìng)爭(zhēng),因?yàn)樵舷∪毙院桶踩詥?wèn)題與裂變類似,但堆的復(fù)雜度及能量導(dǎo)出方式明顯不如裂變。”AI+聚變公司瞬原科技創(chuàng)始人、前新奧集團(tuán)聚變理論模擬首席科學(xué)家謝華生告訴《知識(shí)分子》,聚變能源要成功,幾乎必然要做先進(jìn)燃料。
他提到1983年MIT核工程教授勞倫斯·M·利德斯的論文,后者論述了氘氚聚變很有可能因?yàn)樘嘿F和不可靠而無(wú)法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。[18]
湯靈熹提及,一些中國(guó)商業(yè)聚變公司正在探索氘-氘(D-D)等先進(jìn)燃料路線,有望擺脫對(duì)氚燃料及其配套系統(tǒng)的依賴。“如果不需要氚,整個(gè)聚變系統(tǒng)被簡(jiǎn)化,將利于成本下降。”
不過(guò),氘氚聚變之所以是主流,正是因?yàn)樗悄壳耙阎钊菀讓?shí)現(xiàn)的可控聚變反應(yīng)。氘氘和氫-硼11等先進(jìn)燃料雖然有望降低未來(lái)電站的復(fù)雜度,但都需要更苛刻的反應(yīng)條件,即更高的三重積。
湯靈熹最后補(bǔ)充稱,核聚變目前仍處于早期的發(fā)展階段。“這也是為什么我認(rèn)為,至少在當(dāng)前階段,不應(yīng)該把核聚變視為應(yīng)對(duì)全球變暖的主要解決方案。”他說(shuō),“因?yàn)槲覀兩踔敛恢溃谝蛔嬲木圩冸娬具€需要多久才能出現(xiàn)。”
目前,商業(yè)核聚變公司的時(shí)間線可以稱得上激進(jìn)。
比如美國(guó)公司Helion計(jì)劃在2028年前為微軟供應(yīng)電力,CFS則希望在2030年代初通過(guò)首座商業(yè)聚變電廠ARC實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電。在中國(guó),星環(huán)聚能的目標(biāo)是2030年到2035年,建成可輸出電能的聚變反應(yīng)示范堆。
從聲量和資本熱度來(lái)看,可控核聚變似乎正在迎來(lái)最好的時(shí)代。但這一切的前提,是其工程化與商業(yè)化進(jìn)程能在未來(lái)5至10年內(nèi)經(jīng)受住現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)。
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