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一劳永逸解决能源问题?

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一劳永逸解决能源问题?

最近,科技界又爆出惊人新闻:微软宣布将在2028年,从OpenAI创始人Sam Altman支持的初创公司Helion Energy购买可控核聚变所发出的电力。

Helion Energy正在建造原型机,明年将展示通过聚变发电的能力。考虑到此前他们在该领域从未取得过成功,因此这承诺实在太过大胆。其首席执行官David Kirtley表示:Helion如果不按时提供电力,将向微软支付罚款,但公司拒绝透露具体金额。

“我们的目标不是制作世界上最酷的技术演示,”Altman在接受采访时说,“而是为世界提供动力,并以极低的成本实现这一目标。”而微软总裁Brad Smith表示:“如果我们对工程进展势头不乐观,就不会签署这项协议。”。

美国的Fusion Industry Association(聚变产业协会)表示:从Altman到Bill Gates,许多著名投资者都向聚变公司注资,已经筹集了50多亿美元。微软认为:未来10年最大的创新可能来自聚变能、人工智能和量子计算,“所有这些都可以相互交叉。”人工智能和量子计算都需要大量的电力,而聚变可以提供这些电力。此观点的另种视角解读:人工智能、量子计算的迅速发展,将对可控核聚变的研发产生加速推动作用,考虑到微软最近在AI方面取得的突破性进展,可以预料其对投资Helion Energy的豪赌信心大增。

2022年12月13日,位于美国加州的“国家实验室(LLNL)”首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益”,这使很多人看到可控核聚变实现商业化应用的前景。

但是,并非所有科研人员都如此乐观。几位真正在可控核聚变科研一线的朋友们认为:核聚变还是“祖孙科技展望”,即现在的科研人员是祖父,到孙辈那时,或许能投入商业运用。也就是大家所戏称的“核聚变永远还有50年”。因为在第一步实验中实现“净能量增益”之外,还有超高温等离子体稳定持续运行、堆壁中子屏蔽先进材料、常温超导体研发等难题,一个接一个,很多关键科技的进展殊少。

而且,美国LLNL是目前唯一投入氘、氚填料的真正可控核聚变,这的确拉开了与其它实验室的技术差距(其它所谓超长点火时间,只是实验反应堆达到了聚变条件工况测试)。但“净能量增益”(Q值)仅达1.53,离Q>20左右的商业实用标准差距仍很大,在短短5年时间内实现所谓技术突破,似乎难以想象。

另一位对核聚变项目表示谨慎的,是世界科技创新领军人物Elon Musk。他在采访中明确表示:我们就住在太阳系最大的核聚变炉旁,为啥还要在地球上实现可控核聚变?Musk的观点或许代表其个人利益,其主要投资于巨型星际飞船,以及太阳能项目(SolarCity),但没有投资可控核聚变工程。

但是,美国政府的野心比Musk更大:月球上含有丰富的氦-3,是比氘、氚更加理想的第二代可控核聚变燃料。美国的Artemis Program,将使其在月球资源开发上遥遥领先。该项目要靠SpaceX的“星舰”,如果没有如此巨大且廉价的星际火箭运载能力,美国人的月球基地很难成功建设。

如果可控核聚变得以实现,那将毫无疑问地成为改变整个世界和人类文明的重大革命。我们终于可以摆脱对化石能源的依赖,进入真正的“新能源时代”,正如我们的祖先进入“青铜时代”,并不是因地球上的石头用完了,而是人类的智识和科技实现了飞跃。

目前所谓的“新能源”方案并不理想,很大程度上是化石能源供给方式的转换,煤炭、石油、天然气在发电厂中燃烧,电力通过电缆充入电池中,污染排放总量其实还是那么多,只不过从汽车的尾喷管,转为发电厂的大烟囱,使电动汽车看起来似乎比较环保而已。而风能的不稳定性、地表太阳能的能量密度太低,使其难以成为理想的、全面替代化石能源的能源供给方式。