聚变行业概述了到 2035 年向电网输送电力的雄心勃勃的计划 – 物理世界

什么是聚变工业协会 (FIA)？

FIA 是私人融资聚变能源公司的独立商业协会。 我们有 38 名成员，他们都有不同的方法来实现商业聚变能源。

您如何成为会员？

您需要筹集私人资本并展示建造聚变发电厂的计划，该发电厂将出售其产生的电力。 所有国际汽联公司都认为他们可以在未来几十年内实现这一目标，并且投资者也相信这是可能的。

为什么要融合？

聚变能源是清洁、安全、可持续、始终可用且燃料来源几乎无限的能源。 我所说的“无限”是指我们在地球上拥有数亿甚至数十亿年的燃料。 聚变不会产生碳排放、温室气体排放，也不会产生长期核废料。 也不存在核熔毁的威胁，因此对公众的安全不会产生影响。 它基本上是您想要从能源中获得的一切。

那么为什么我们还没有拥有它呢？

从科学角度来说，这是很难做到的。 我们仍处于需要做大量工程和一些科学才能实现这一目标的阶段。 挑战不仅在于创造聚变，还在于利用净能量创造聚变——从聚变反应中获得比投入更多的能量。但我们相信我们正在实现这一目标，而且我们相信路标就在那里这表明我们并不处于科幻小说的领域。 大约十年后，我们就可以拥有商业聚变能源，将清洁、安全、可持续的聚变能源并入电网。

还有哪些其他应用？

一是利用聚变产生医用同位素，这对于某些形式的癌症治疗或医学成像非常有帮助。 这些都是现在正在发生的事情。 另一个是用于太空应用的聚变推进，这可能意味着在几周或一个月而不是几年的时间内从近地轨道到达火星。 但真正的“杀手级应用”是能源生产。 我们需要替代方法，而聚变是最终的能源。 应对气候挑战，我们需要的是始终可用、始终可用的零碳能源。

产生融合的方法有哪些？ 

一方面是激光惯性聚变能量。 这涉及使用激光或其他驱动器将大量能量施加到非常小的目标上，从而产生发生聚变的极压情况。 等离子体物理学的另一端是磁约束聚变，使用强大的磁铁将等离子体保持在稳定状态，这也需要大量能量。

激光聚变最近取得了一些成功？

是的，去年加州激光国家点火装置的物理学家和工程师报告称，他们的一次聚变发射获得了能量。 我们确实认为这是莱特兄弟的时刻。 莱特兄弟明白飞机会飞，需要一个全新的科学领域——航空工程——才能做到这一点。 同样，我们认为我们已经实现了聚变，并且飞机已经飞了起来。 我们还没有出售它，但我们已经在路上了。

您如何看待其他大型实验，例如目前正在法国卡达拉切建造的国际热核聚变实验堆（ITER），该实验一直受到延误和成本上涨的困扰？

ITER 的建设需求或方法与私人聚变方法截然不同。 当然，ITER 是一项重要的科学实验，也是各国如何合作的重要范例。 ITER在技术方面被认为是低风险，但在成本方面却并非低风险。 ITER 是采用 1990 世纪 1990 年代的技术设计的，但从那时起事情已经有了很大的进步。 如果你今天要建造一台计算机，你会用今天的技术来建造它，而不是 XNUMX 年代的技术。 ITER 将会产生非常重要的科学成果，但由于涉及巨大的成本，它太大而不能失败。

但私营企业也不想失败，对吧？

没错，但市场的运作方式是：你尝试一些事情，然后你就会失败。 如果你与风险资本投资者交谈，他们不希望自己的任何投资失败，但他们也希望自己的投资失败。 他们寻找十分之一甚至百分之一的人来支付整个投资基金的费用。 所以这是一个非常不同的模型。

公司正在走向融合，因为有市场需求，而在供应方面，科学已经准备好了

在国际汽联的 2023年全球聚变产业 报告中，您确定了 43 家核聚变公司，而 33 年为 2022 家。是什么推动了这一增长？

公司正在走向融合，因为有市场需求，而在供应方面，科学已经准备好了。 这些公司并不是都在做同样的事情； 他们都在相互竞争和与其他技术竞争，以应对气候挑战。

为什么采用广泛的方法很重要？

我们不想过早地减少选择。 我们不应该说一种方法将是唯一有效的方法。 其他技术的教训是，你需要市场才能发挥作用，并且需要竞争才能找到合适的前进方向。

该报告还强调，许多业内人士预计到 2035 年向电网输送电力。要实现这一目标需要做什么？

您必须并行而不是按顺序执行多项操作。 许多公司正在建造他们的概念验证机器，以证明商业相关聚变等离子体中的净能量。 如果他们能在未来四年内做到这一点，那么他们就可以继续建设一个试点工厂。

然后呢？

试点工厂将进行科学研究并整合重要的工程，例如能够通过中子与壁的相互作用产生自己的燃料。 能够让试点工厂发电，一开始只需几分钟或几小时，但最终需要数周、数月甚至数年，这将是一个过程。 2030 年代生产的第一批电力不会便宜，但我们认为有一条最终生产廉价电力的途径。

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/fusion-industry-outlines-ambitious-plans-to-deliver-electricity-to-the-grid-by-2035/