當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月5日,在阿聯(lián)酋迪拜COP28大會(《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第28次締約方大會)的大西洋理事會全球能源論壇上,美國總統(tǒng)氣候問題特使約翰·克里稱,美國將與其他國家合作,推出一項(xiàng)推動核聚變發(fā)展的國際合作計(jì)劃,以此加快核聚變的商業(yè)化進(jìn)程,促進(jìn)全球范圍內(nèi)的清潔能源轉(zhuǎn)型,加強(qiáng)人類應(yīng)對氣候危機(jī)的能力。根據(jù)克里的介紹,目前這項(xiàng)計(jì)劃涉及35個(gè)國家,將在研究開發(fā)、供應(yīng)鏈和市場、人力資源、監(jiān)管和安全、公眾參與這五大領(lǐng)域展開合作。
據(jù)悉,這是美國首次提出類似的推動核聚變發(fā)電商業(yè)化的國際戰(zhàn)略合作計(jì)劃,如果事情能夠按其計(jì)劃的方向發(fā)展,核聚變商業(yè)化實(shí)現(xiàn)之日或能大幅提前,或許不到10年,人們就能見到核聚變發(fā)電的規(guī)?;瘧?yīng)用。
根據(jù)中國核工業(yè)第五建設(shè)有限公司此前對核聚變的一篇專業(yè)科普文章介紹,核聚變是由質(zhì)量較小的原子在一定條件下(如超高溫、高壓等)發(fā)生原子核互相聚合作用,生成新的質(zhì)量更重的原子核,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。
相比于目前的核電(核裂變發(fā)電),核聚變不僅能夠提供幾乎無限的電力供應(yīng),而且不存在令人困擾的放射性污染物問題,也正由于其能量來源無限、幾乎不產(chǎn)生碳排放及其他有毒物質(zhì)、可控性強(qiáng)等特點(diǎn),獲得了“人類終極能源”“人造太陽”等蘊(yùn)含了人們美好愿景的稱號。
時(shí)至今日,核聚變這一概念被提出已有百余年,距離美國在核試驗(yàn)中完成人類歷史上的首次核聚變也過去了70余年,但還是遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用階段,甚至連何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,都成為眾說紛紜難有定論的難題。
究其原因,除了技術(shù)發(fā)展上面臨的瓶頸外(如能量控制、燃料自持、抗輻照材料等問題),核聚變在政策、資金、工程等領(lǐng)域也遭遇了諸多困難。而且,隨著風(fēng)電、光伏等清潔能源的快速發(fā)展,一定程度上削弱了人們對主打清潔性、旨在應(yīng)對環(huán)境問題,但同時(shí)發(fā)展難度更大的核能的期待。在鈦媒體2022 T-EDGE全球創(chuàng)新大會上,中國工程院院士杜祥琬就曾表示,無論從概念還是從最終結(jié)果上來看,人類距離實(shí)現(xiàn)可控核聚變的實(shí)用化還有很遠(yuǎn)距離,本世紀(jì)內(nèi)或能有所突破。
雖然不像風(fēng)電、光伏一樣以驚人的速度刷新著裝機(jī)量紀(jì)錄,相比于氫能、綠醇等蓄勢待發(fā)的“準(zhǔn)風(fēng)口”也關(guān)注度稍遜,但近來核聚變領(lǐng)域還是傳出了不少好消息。
首先是資金的持續(xù)涌入,根據(jù)聚變行業(yè)協(xié)會(FIA)發(fā)布的數(shù)據(jù),2022年全球私營核聚變公司獲得了超過48億美元的投資,同比增長139%,該領(lǐng)域的私人投資額也首次超過了政府的資助額,而2023年上半年,這一數(shù)字增加到了62.1億美元。同時(shí),F(xiàn)IA還在今年最新的《全球核聚變行業(yè)報(bào)告》中指出,有4家公司表示他們將在2030年之前向電網(wǎng)供電,19家公司認(rèn)為在2035年前能夠?qū)崿F(xiàn)投產(chǎn)運(yùn)營,但需要注意的是,報(bào)告也同時(shí)提示,能夠并網(wǎng)供電不等同于能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
但私人投資領(lǐng)域的關(guān)注度提升與真金白銀的涌入對信心提振、產(chǎn)業(yè)提速都有十分明顯的帶動作用,根據(jù)鈦媒體App此前報(bào)道,今年5月,核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy宣布,微軟已同意從公司首座核聚變發(fā)電站購買電力(繼ChatGPT以后,微軟再次下注“核聚變”),當(dāng)時(shí)即有業(yè)內(nèi)人士評論稱,此舉或?qū)槭澜缟系谝蛔司圩冸姀S的運(yùn)行鋪平道路。此外,國內(nèi)、國際的巨頭,如谷歌、亞馬遜、騰訊等近年來都在核聚變領(lǐng)域有投資布局。
從政策角度來說,相關(guān)政策支持力度也有所加強(qiáng)。今年4月,日本公布了該國首個(gè)核聚變能源開發(fā)戰(zhàn)略方案,提出要推進(jìn)企業(yè)參與研發(fā)實(shí)驗(yàn)用的核聚變反應(yīng)堆,并爭取在2050年左右實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電。9月份,美國能源部長曾公開表示,美國政府希望在十年內(nèi)建造一座商業(yè)核聚變設(shè)施,為家庭和企業(yè)提供電力,并表示未來將加大支持力度。上文提及的國際核聚變合作計(jì)劃,也有望推動更多支持政策出臺。
從項(xiàng)目建設(shè)角度來說,就在COP28大會開幕次日(12月1日),歐洲聚變能組織(F4E)官宣稱,目前全球最新、規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆JT-60SA成功點(diǎn)火投運(yùn)。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一Sam Davis表示,這一成功讓人類離核聚變時(shí)代更近了一步。我國國內(nèi)核聚變發(fā)展也處于由實(shí)驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)入工程化堆建設(shè)的階段,今年陸續(xù)傳出“中國環(huán)流三號”取得重大科研進(jìn)展,刷新我國磁約束聚變裝置運(yùn)行紀(jì)錄等好消息。
不斷傳出的好消息顯然增強(qiáng)了人們的期待,“核聚變”一詞背后隱含著的宏大、充滿科幻感的關(guān)于未來的憧憬再次引發(fā)了大量討論。
據(jù)鈦媒體App觀察,在克里公布國際合作計(jì)劃后,不少核聚變領(lǐng)域的初創(chuàng)公司、投資者或業(yè)內(nèi)人士表達(dá)了積極態(tài)度和樂觀預(yù)期,通用原子能集團(tuán)副總裁Anantha Krishnan 發(fā)布聲明稱,國際合作將在推進(jìn)核聚變發(fā)展方面發(fā)揮重要作用,世界也將認(rèn)識到聚變能源的巨大潛力。
但這一美好夢想走進(jìn)現(xiàn)實(shí)之路顯然不會僅僅因?yàn)樯鲜隼枚兂梢黄雇?,關(guān)于“終極能源”的商業(yè)化之路,“潑冷水”的也大有人在。
憂思科學(xué)家聯(lián)盟(UCS)核電安全主管Edwin Lyman即表示,盡管宣傳聲量越來越大,但可靠且廉價(jià)的核聚變能源目前仍是距離人類比較遙遠(yuǎn)的夢想。在應(yīng)對氣候變化的時(shí)間期限越來越緊張的當(dāng)下,發(fā)展其他可再生能源或許更加實(shí)際。而就目前的成本來說,過度強(qiáng)調(diào)核聚變的發(fā)展,可能還會擠占其他可再生能源所需的資金、政策、人才等資源。
國際律師事務(wù)所Womble Bond Dickinson的合伙人Belton Zeigler則表示,核聚變的發(fā)展需要一套新的監(jiān)管架構(gòu)和安全標(biāo)準(zhǔn),而且,在商業(yè)化的核聚變工廠逐步落地的過程中,很有可能會遭遇當(dāng)?shù)孛癖姷目棺h、抵制。
除了技術(shù)瓶頸、經(jīng)濟(jì)性、監(jiān)管、安全性等老生常談的話題外,各國在發(fā)展路徑、未來產(chǎn)業(yè)布局上的博弈可能也會給核聚變的前景帶來不少不確定性因素。比如來自坦桑尼亞的青年生存組織主席Humphrey Mrema就表示,如果他是非洲地區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)人,就絕對不會支持核聚變的發(fā)展,因?yàn)檫@對非洲當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)狀況和發(fā)展路徑來說根本不現(xiàn)實(shí)。
而在對核聚變未來的宏偉規(guī)劃中,也伴隨著主導(dǎo)權(quán)、話語權(quán)等的權(quán)衡與博弈。在法國南部,由多個(gè)國家合作開展的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃(ITER,又稱“人造太陽計(jì)劃”)是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一,中國、美國、歐盟、俄羅斯、印度、日本、韓國都是該計(jì)劃重要的共同實(shí)施方。而根據(jù)美聯(lián)社報(bào)道,F(xiàn)IA首席執(zhí)行官Andrew Holland就曾在采訪中提及,作為ITER的合作方,中國和俄國近年來正積極推動核聚變的研究和開發(fā),美國需要建立一個(gè)全球團(tuán)隊(duì),進(jìn)一步穩(wěn)固自身在新技術(shù)主導(dǎo)權(quán)方面的優(yōu)勢地位。
就像哈佛大學(xué)教授沙希利·浦洛基在《原子與灰燼》等有關(guān)核工業(yè)、核安全事故的研究專著中提及的,核能這樣的項(xiàng)目本來就需要廣泛的國際合作和盡量公開透明的信息披露機(jī)制,但又因?yàn)楹说奶厥庑?,其發(fā)展中往往伴隨的是權(quán)力博弈、保密文化。對于正在成熟之路上艱難爬坡的核聚變來說,想必這同樣是繞不開的難題。
(本文首發(fā)于鈦媒體APP,作者|胡珈萌,編輯|劉洋雪)
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