财联社12月19日讯(编辑 卜淳)数十年来,全球科学家与企业始终在探索利用核聚变能,梦想在地球上实现“人造太阳”发电。太阳发光发热,其本质正是一种持续的核聚变反应。
当地时间周四,美国前总统特朗普旗下社交媒体公司——特朗普媒体科技集团(DJT)发布公告称,已与获得Alphabet支持的美國核聚变能源公司TAE Technologies签署最终合并协议。双方将通过全股票交易完成合并,交易总价值超过60亿美元。
DJT公司声明指出,合并后的公司计划在2026年选址并开始建设世界上第一座公用事业规模的核聚变发电厂(装机容量50兆瓦),并获取必要的批准。未来还计划建造更多核聚变发电厂,预计总装机规模将达到350至500兆瓦。核聚变发电厂有望提供经济、丰沛且可靠的电力。
这是核聚变行业的最新动向,表明特朗普家族高度看好核聚变能源在人工智能(AI)时代的战略潜力。尽管目前核聚变能源距离真正的商业化应用仍有漫漫长路要走。
什么是核聚变?
当轻原子核(例如氢的同位素)在极端高温高压条件下被迫聚合,释放出巨大能量时,核聚变反应便发生了。这正是驱动太阳发光发热的过程。
目前,在全球范围内大量运行的核电站采用的是核裂变技术,其原理是通过分裂重原子核来释放能量。
简单来说,核聚变和核裂变是核能释放的两种方式。但两者在反应条件、可控难度和技术门槛上存在量级差异。从长远来看,核聚变是更优越的终极能源,因为这种方式具有能量密度高、安全性好、清洁无污染等突出优点。目前核裂变已实现商业化应用,而核聚变仍处于研发攻坚阶段。
不少企业与国家实验室的物理学家们正竞相复现可控的核聚变反应。一旦研发成功,核聚变未来有望满足持续增长的庞大电力需求。眼下,受人工智能、加密货币及制造业发展推动,美国电力需求正迎来爆发性增长。
包括TAE和美国Commonwealth Fusion Systems在内的私营核聚变能源企业,都希望在21世纪20年代末到30年代初建造核聚变工厂,并开始向电网输送电力。
核聚变发展面临哪些障碍?
2024年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家首次通过激光核聚变实验,短暂实现了能量净增益(输出能量大于输入能量)。此后该实验室又多次重现这一突破性成果。但实验产生的能量,相比于驱动激光所消耗的能量,仍然微不足道。
物理学家目前实现的核聚变反应都极为短暂。要想实现稳定发电,必须让反应持续、长期地进行下去。
此外,核聚变企业还需开发能够长期承受中子持续轰击的材料与工厂(核聚变反应会释放大量高能中子)。而要让核聚变成为广泛应用的能源,可能还需要对现有的电力基础设施进行全面改造。
核聚变的核心技术路线有哪些?
大多数核聚变公司主要采用两种技术路线来驱动核聚变反应:激光驱动与大型磁体驱动。而TAE Technologies计划使用磁体和中性粒子束,而非激光来进行核聚变。
哪些国家正在积极布局核聚变?
据美国核聚变产业协会的数据,美国拥有29家核聚变研发企业,英国有4家,中国、德国、日本均有3家。
哪些上市公司正在投资?
FIA今年早些时候表示,核聚变领域已经获得了近90亿美元的私人投资。
雪佛龙、西门子能源、纽柯(Nucor)和Alphabet等几家公司都投资了核聚变公司。
今年7月,由OpenAI的Sam Altman和软银风险投资部门支持的美国初创公司Helion Energy宣布获地并启动全球首座聚变电厂ORION的建设,以期在2028年前向微软输送50MW聚变电力。这意味着聚变能源向商业化应用迈出重要一步。
