我们正追逐净零排放的目标,可再生能源的努力已达上限,要发展到更高阶段,需借助核聚变来完成超越想象的任务。
对于核聚变领域而言,眼下这个时刻是非常有趣的——我们的重点正从证明聚变科学的有效性转向真正实现最终目标,即实现可行且实用的商业化聚变能源技术。
恒星产生光和热的过程就是聚变,通过聚合氢与其他轻元素以释放巨大能量。在我看来,它就是无限清洁能源的未来,是净零碳排放事业的“圣杯”。
核聚变研究领域经过数十年发展,已经到了一个关键时刻。一个美国科研团队于2022年实现了历史性的聚变点火,即从反应中获得的能量比投入的更多。英国的实验室最近也创造了聚变能量输出的新纪录。
核聚变引起各国政府“越来越多的兴趣”,他们正在“努力弄清楚”如何实现最近在迪拜等地举行的第28届联合国气候变化大会(COP28)上制定的能源转型目标。美国政府制定了第一个聚变能商业化国际战略,以及一系列专门针对该领域的会议。
我认为,核聚变终将是实现净零目标的重要部分。
随着适合风能和太阳能发电场的可用土地变得越发稀缺,预计到2030年代的某个时刻,我们将失去能简单有效部署可再生能源的机会。
风能和太阳能的间歇性也意味着此类设施可添加至能源网中的“实际数量”有限。你需要对可再生能源进行基荷补充。当前大部分基荷负载来自煤炭,其全球在线负载超过2太瓦。那么净零碳排放还怎么实现呢?我们可以将核聚变视作这2太瓦负载的新来源,而且是以简单的方式实现供能。例如,新加坡的大部分电力靠从邻国进口的天然气,并且无法真正生产任何可再生能源,而核聚变便为该国提供了一种“独特的能源安全形式”。
我相信,第一座聚变发电厂可能会在2030年代中期投入使用。往后的挑战是对实验室开发的技术进行产业化。
除了托卡馬克装置,我们正积极开发仿星器(这项工作得到了比尔 · 盖茨创新基金的支持),它可利用磁场约束等离子体于环形空间内,虽然比前者更难制造,但更易于使用。
聚变能是直接空气捕获技术的关键动力来源。这项新技术能从空气中吸收二氧化碳,不同于碳捕获,碳捕获主要针对碳排放产生地点,例如对发电厂进行捕集。即使未来能实现净零碳排放,由于大气中已有的碳,世界仍将继续升温。
直接空气捕获是超越净零的一个非常重要的部分,但它的动力将从哪里来?你能想象到这是最耗能的事情。核聚变可能给这一问题提供答案——它是宇宙中最强大的能量形式,是恒星的力量。
仅仅实现净零排放并非胜利,我们必须逆转工业革命,以无碳的方式生产过去三百年间燃煤产生的能量。换言之,我们要把已经排向大气的碳全部收回来。如若不然,仅有净零并无任何意义。
世界需要核聚变,这只是时间问题。希望我们不会等待太久。
——桨笃绘编译自rechargenews.com
克里斯托弗·莫里(Christofer Mowry)
美国核聚变工业协会主席
Type One 能源公司首席执行官