日期:2022/12/05 IAE
核聚變能源的未來是什麼？
What is the future of nuclear fusion energy?
斯蒂芬·霍金說，核聚變可以“提供取之不盡、用之不竭的能源，而不會造成污染或全球變暖”。 該技術的前景很多，但商業聚變的到來將如何影響我們能源系統的設計？
核聚變能
首先要注意的是，雖然燃料（氫氣）是免費的，但工廠本身不會。無論哪種技術最先進入市場——像 ITER 項目那樣的集中式或像洛克希德·馬丁公司或 General Fusion 正在追求的那樣分散式——商業聚變將是一項資本密集型、低運營成本的業務。從這個意義上說，它類似於當今典型的可再生能源工廠。
然而，核聚變發電廠調節功率輸出的能力將受到限制。這是因為聚變物理學要求等離子體保持高溫並被限制在穩定的條件下，以使聚變的淨能量為正。
因此，核聚變能源將持續發電，使其成為煤炭、核能的直接競爭者，並在較小程度上與天然氣競爭——在尚未實現公用事業規模儲能的地區，可能仍需要天然氣來實現負載平衡大部分部署。
目前分佈式發電增加和可再生能源成本降低的趨勢也表明，第一個商業聚變電廠接入的電網將與我們今天的電網大不相同。反過來，這可能會影響特定聚變技術佔領市場份額的能力。例如，一個 500 兆瓦的 ITER 類型的電廠可以很容易地取代煤電廠或核電廠，但可能會發現很難在支持分佈式電網模型的系統中進一步擴展。同樣，100 兆瓦範圍內的分散式機組一開始可能不一定能夠佔領所有電力市場，部分原因是運營聚變電廠需要高技能勞動力。
小型聚變裝置可能更容易進入的一個領域是為工業應用生產熱量。 “那裡有一些有趣的可能性，特別是在採用周期的早期，因為世界各地的公用事業往往受到高度監管和規避風險，他們甚至可能不是第一批採用者，”技術和企業副總裁 Michael Delage 說General Fusion 的戰略。
至於可再生能源，隨著時間的推移，核聚變能源可能會成為大型陸上風能或太陽能發電廠的替代品，因為它需要更少的土地面積並且可以位於任何地方。
當然，沒有人真正知道核聚變能源何時會商業化：第一個商業原型最樂觀的希望是十年後；大多數人預計它會花費更長的時間，有些人懷疑它是否會發生。
但實現它沒有概念上的障礙：這個過程是我們宇宙中的標準過程，也是我們能夠在地球上重新創造的過程——即使只是短暫的，而且輸入的能量多於輸出的能量。
因此，這項任務是一項技術任務，戰略家們已經在考慮他們可以首先佔領哪些市場。
您認為核聚變能源產業的誕生會是什麼樣子？