我們正追逐凈零排放的目標(biāo),可再生能源的努力已達(dá)上限,要發(fā)展到更高階段,需借助核聚變來完成超越想象的任務(wù)。
對于核聚變領(lǐng)域而言,眼下這個時刻是非常有趣的——我們的重點正從證明聚變科學(xué)的有效性轉(zhuǎn)向真正實現(xiàn)最終目標(biāo),即實現(xiàn)可行且實用的商業(yè)化聚變能源技術(shù)。
恒星產(chǎn)生光和熱的過程就是聚變,通過聚合氫與其他輕元素以釋放巨大能量。在我看來,它就是無限清潔能源的未來,是凈零碳排放事業(yè)的“圣杯”。
核聚變研究領(lǐng)域經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展,已經(jīng)到了一個關(guān)鍵時刻。一個美國科研團隊于2022年實現(xiàn)了歷史性的聚變點火,即從反應(yīng)中獲得的能量比投入的更多。英國的實驗室最近也創(chuàng)造了聚變能量輸出的新紀(jì)錄。
核聚變引起各國政府“越來越多的興趣”,他們正在“努力弄清楚”如何實現(xiàn)最近在迪拜等地舉行的第28屆聯(lián)合國氣候變化大會(COP28)上制定的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)。美國政府制定了第一個聚變能商業(yè)化國際戰(zhàn)略,以及一系列專門針對該領(lǐng)域的會議。
我認(rèn)為,核聚變終將是實現(xiàn)凈零目標(biāo)的重要部分。
隨著適合風(fēng)能和太陽能發(fā)電場的可用土地變得越發(fā)稀缺,預(yù)計到2030年代的某個時刻,我們將失去能簡單有效部署可再生能源的機會。
風(fēng)能和太陽能的間歇性也意味著此類設(shè)施可添加至能源網(wǎng)中的“實際數(shù)量”有限。你需要對可再生能源進(jìn)行基荷補充。當(dāng)前大部分基荷負(fù)載來自煤炭,其全球在線負(fù)載超過2太瓦。那么凈零碳排放還怎么實現(xiàn)呢?我們可以將核聚變視作這2太瓦負(fù)載的新來源,而且是以簡單的方式實現(xiàn)供能。例如,新加坡的大部分電力靠從鄰國進(jìn)口的天然氣,并且無法真正生產(chǎn)任何可再生能源,而核聚變便為該國提供了一種“獨特的能源安全形式”。
我相信,第一座聚變發(fā)電廠可能會在2030年代中期投入使用。往后的挑戰(zhàn)是對實驗室開發(fā)的技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。
除了托卡馬克裝置,我們正積極開發(fā)仿星器(這項工作得到了比爾 · 蓋茨創(chuàng)新基金的支持),它可利用磁場約束等離子體于環(huán)形空間內(nèi),雖然比前者更難制造,但更易于使用。
聚變能是直接空氣捕獲技術(shù)的關(guān)鍵動力來源。這項新技術(shù)能從空氣中吸收二氧化碳,不同于碳捕獲,碳捕獲主要針對碳排放產(chǎn)生地點,例如對發(fā)電廠進(jìn)行捕集。即使未來能實現(xiàn)凈零碳排放,由于大氣中已有的碳,世界仍將繼續(xù)升溫。
直接空氣捕獲是超越凈零的一個非常重要的部分,但它的動力將從哪里來?你能想象到這是最耗能的事情。核聚變可能給這一問題提供答案——它是宇宙中最強大的能量形式,是恒星的力量。
僅僅實現(xiàn)凈零排放并非勝利,我們必須逆轉(zhuǎn)工業(yè)革命,以無碳的方式生產(chǎn)過去三百年間燃煤產(chǎn)生的能量。換言之,我們要把已經(jīng)排向大氣的碳全部收回來。如若不然,僅有凈零并無任何意義。
世界需要核聚變,這只是時間問題。希望我們不會等待太久。
——槳篤繪編譯自rechargenews.com
克里斯托弗·莫里(Christofer Mowry)
美國核聚變工業(yè)協(xié)會主席
Type One 能源公司首席執(zhí)行官