新聞宏觀經濟MIT提出經濟學框架,致力彌合核融合的商業化鴻溝

MIT提出經濟學框架,致力彌合核融合的商業化鴻溝

作者: OilPrice.com·

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  • 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室於2022年底達成首次點火,產生的核融合能量超過了實驗中消耗的能量。
  • 該結果此後已被成功重現,核融合研究在全球多個計畫中持續推進。
  • 目前主流的核融合方案包括雷射慣性約束、利用強磁場的托卡馬克,以及以電流壓縮電漿的Z箍縮系統。
  • 據報導,中國的EAST托卡馬克正朝2027年達成點火的目標推進,屆時將標誌著在無外加熱條件下維持電漿。
  • MIT研究人員提出了一項框架,用以評估核融合電廠在能源市場中具備競爭力所需的成本與物理投入。
MIT提出經濟學框架,致力彌合核融合的商業化鴻溝

數十年來,核融合總被以一句老笑話帶過:它永遠都是三十年後的事。然而,過去五年間一連串快速的突破——由民營化、AI熱潮帶來的能源需求以及持續的投資所驅動——已扭轉了這一前景,使融合能源邁入研究人員口中「切實可行、可達成的時間軌道」。

核融合被普遍視為潔淨能源的「聖杯」,因為若能以具商業可行性且可規模化的方式加以利用,它有潛力提供近乎無限的電力,實現溫室氣體零排放及微乎其微的環境外部性,成為全球能源三難困境的全面解決方案。

「要供應一個人一生的能源需求,只需要一浴缸的海水和一個筆電電池大小的鋰,」核物理學家Annie Kritcher在接受《財富》雜誌採訪時表示。「所需的材料不多,而且不像核分裂那樣會產生〔長期的〕放射性廢料。」

第一個重大里程碑於2022年底在加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室達成,當時由Kritcher領導的團隊實現了許多人認為不可能的事:首次點火,即一場人造核融合反應產生的能量超過了它所消耗的能量——這在人類歷史上尚屬首次。此後,這一成果已被成功重現,全球各地的核融合研究計畫也陸續累積了更多進展。

這些突破涵蓋多種技術路線。勞倫斯利弗莫爾的成就依賴高功率雷射,而其他領先的候選方案則採用托卡馬克——一種利用極強磁場來約束電漿的裝置。中國基於托卡馬克技術的EAST反應爐,常被稱為「人造太陽」,目前正朝2027年達成點火的目標推進,若成功將成為首座在無外加熱條件下維持電漿的核融合反應爐。另一條值得關注的路線是Z箍縮系統,它利用電流來壓縮電漿。

儘管已有充分證據證明核融合在科學上可行,且能透過多種技術複製,但規模化的問題仍未解決。核融合目前距離商業可行性還相差甚遠,即使要產生少量的能源,所需的資源仍然極其龐大,對實際應用而言完全不切實際。從實驗室成果到能夠在能源市場中運轉的發電廠,兩者之間的鴻溝正是該領域當前面临的核心障礙。

麻省理工學院(MIT)研究人員開發的一項新框架,旨在直接應對這一挑戰,為從實驗室成就邁向工業與經濟現實繪製路線圖。根據近期一份MIT新聞稿,該框架評估「維持受控核融合能源生產所需的物理投入,以及建設能在能源市場中競爭的發電廠之成本」。

研究人員主張,將各種方法和材料「丟到牆上看什麼能黏住」的探索階段已基本結束。核融合的科學可行性已經確立,焦點如今必須轉向嚴謹的經濟分析。

「這一切都與在這種規模下尋找、分配和支出資金有關,」MIT核科學與工程教授、該研究的共同作者Dennis Whyte說道。該研究上個月發表於《Journal of Fusion Energy》。「這對我們的工作至關重要。我們應該審視經濟層面。如果我們希望這項技術在世界經濟中真正發揮作用,就必須開始正視這些問題。」

該框架的一項關鍵特性在於其適用於目前開發中的所有核融合能源方案。在核融合研究的這個早期階段,托卡馬克、雷射控制慣性約束或Z箍縮系統何者最終最適合商業部署,仍未有定論。MIT的框架有望協助釐清哪條路徑具備最大的經濟潛力。

Whyte形容該框架「完全不論你使用哪種核融合概念,因為核融合的物理現實就是:你花費資金來建立產生核融合電力的能力。」共同作者Andrew W. Lo則強調了其中根本的經濟原則:「無論核融合電廠規模大小,底線是:在兩種情況下,你投入的資金都必須少於產出的資金,否則它無法長久存活。」