核聚变加速跑-北极星核电网

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2030年代初的某一天，在美国弗吉尼亚州里士满附近的一座新建发电厂，工程师将按下启动按钮，引发与太阳核心相同的反应。

（来源：能源新媒作者：能源杂志）

在一个名为“托卡马克”的环形机器中，氢同位素将以极快的速度发生碰撞并聚变成氦。这一过程将产生400兆瓦（MW）的清洁稳定电力，足以满足一座小城市的电力需求。这些电力将在几纳秒后迅速进入弗吉尼亚州的电网，使当地居民成为首批受益于商业聚变发电的人类。

等到他们的孩子退休时，核聚变有望成为世界的主要能源，开启一个能源丰富而非匮乏的时代。核聚变将是最便宜、最可靠的能源，同时，它也是最清洁的能源。

以上内容是一段美好的想象，但只要核聚变技术按照现在的计划推进，也并非不可实现。

以下是优化后的内容：核聚变无疑是全球能源行业极具潜力且近在咫尺的未来之星。尽管实际发展进程或许不会如我们预期的那般精准，但极有可能在当选总统特朗普第二任期结束后不久，第一座核聚变发电厂便能投入运营。

当下，全球能源市场面临着两大关键且紧迫的任务，即满足呈指数级增长的能源需求，同时确保在2050年实现净零排放。而核聚变恰为实现这两大目标提供了切实可行的路径。据麻省理工学院对核聚变的首次市场分析等近期研究预测，核聚变有望超越当前占全球电力34%的煤炭，进而成为全球主要的电力供应来源。

然而，这很可能只是一个相对保守的预估。核聚变具备诸多显著优势，它属于零碳能源，在生产过程中不会产生二氧化碳等温室气体，对环境十分友好；其安全性极高，不会像核裂变那样出现失控的连锁反应，热核反应堆在事故状态释能增加时，会因等离子体与真空室壁相互作用强度增大而自动停止聚变反应，熔毁风险极低；并且核聚变可全天候稳定供电，不受天气、季节等因素影响。此外，核聚变的原材料氘在海水中储量丰富，地球上海水覆盖面积达71%，这意味着核聚变工厂能够从海水中获取充足的氢同位素，海洋中所蕴藏的核聚变能量足以供人类使用数十亿年。

尽管模拟核聚变能源对世界经济的影响是一项极具挑战性的工作，核聚变能源也曾被视作如同火的发现一般具有里程碑意义，并被誉为“人类所需的最后一种能源”，但通过对相关科学原理的深入探究以及对市场动态的持续观察，我们已逐渐能够初步了解核聚变能源将在何时以及以何种方式改变世界经济格局。

竞赛时刻

从人类首次飞行（用竹子、丝绸和羽毛制成“翅膀”）到莱特兄弟发明核聚变，已过去一千年。但一旦动力飞行成功，航空业便突飞猛进：人类在 66 年后登上了月球。核聚变现在正以同样的指数级速度发展。

自1952年以来，科学家一直在进行聚变反应，但这些反应消耗的能量总是多于产生的能量。随后，在 2022 年，加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室实现了“劳森标准”，首次从受控聚变反应中获得净正能量。它只持续了极短的时间，但它证明了聚变可以成为一种能量来源，而不是能量消耗。现在下一个挑战来了：证明聚变可以以商业相关的方式产生净正能量——物理学家称之为“Q>1”。

40 多家核聚变初创企业正在加速实现这一目标。Commonwealth Fusion Systems将于 2027 年启动一座名为 SPARC 的示范发电厂。科学家预计，它将首先实现净正能量生产 (Q>1)，最终产生的能量将达到其消耗能量的十倍或更多 (Q>10)。这将是核聚变的莱特兄弟时刻。

接下来发生的事情可能看起来像是太空竞赛，但这一次不再需要七十年的时间才能到“达月球”。

好消息是，世界上第一座商用核聚变发电厂——一台 400 兆瓦的机器，我们称之为“ARC”——将在未来几年破土动工。上个月，CFS、Dominion Energy 和弗吉尼亚州州长宣布了一项历史性公告，将在弗吉尼亚州切斯特菲尔德县建造世界上第一座商用核聚变发电厂。未来就在眼前。

主要能源

了解核聚变对全球经济潜在影响的一种方法是观察单一市场。麻省理工学院能源计划就以新英格兰电网为案例进行了研究。

与全球多数地区相似，新英格兰正大力投资风能和太阳能。然而，这些能源本质上具有间歇性；风不总是吹，太阳也不总是照。这给电网带来挑战：有时能源过剩，有时能源短缺——而且目前我们还没有足够的储能技术来捕获和利用这些过剩能源。

核聚变发电具有可调度性和稳定性，因此既能提供解决方案，又能降低成本。麻省理工学院的研究发现，到2050年，将核聚变发电纳入新英格兰电网，将使年度能源成本降低360亿美元（即7%）。将这7%的成本降低扩展到美国所有能源消费领域，每年可为消费者节省1190亿美元，并有助于抑制通货膨胀，因为能源成本是消费者价格的重要驱动因素。这可能成为全球竞争力的重要来源。

随着核聚变能源改变能源经济和地缘政治格局，它将重塑最需要核聚变能源的行业和地区。清洁、稳定的核聚变能源是重塑难以减排的行业（包括钢铁、水泥、化工、航运和航空等）的基石。核聚变也是实现由高能耗数据中心驱动的激动人心的人工智能应用的关键驱动力。

考虑一下：麻省理工学院的分析显示，在保守情况下，核聚变能源可以使全球GDP增加68万亿美元，在更激进的情况下，可以增加175万亿美元。虽然这种GDP增长可以帮助富裕国家在高债务负担和人口老龄化的情况下实现增长，但其最大影响可能出现在南亚和非洲等地区，这些地区可再生能源稀缺，到本世纪末，电力需求将增长近十倍。这些地区也将受益最多——不仅受益于丰富、清洁和负担得起的能源，还受益于核聚变将为社会创造的积极外部效应：更清洁的空气、更好的水质以及改善的人类健康和生活质量。

全世界的努力

“先发优势”所眷顾的对象，既涵盖了企业，也囊括了国家。放眼全球，从美国到阿联酋，各国政府纷纷投入海量资源，全力推动核聚变的研发以及商业化进程。英国自2021年对外公布首个核聚变战略后，便一路高歌猛进，更是顺势推出了一项斥资5000万英镑的核聚变产业计划，旨在为核聚变产业的发展筑牢根基；而德国联邦教育和研究部也没闲着，正积极为在欧洲打造第一座核聚变发电厂披荆斩棘、铺平道路，力求在这场能源变革中抢占先机。

尽管各国在具体的实施举措方面各有千秋，但这些政府的目标却高度一致，那就是调配公共资金，助力研究人员和企业家去验证核聚变技术的可行性，并促使其顺利走向市场。一旦达成这一目标，核聚变能源便会依据市场需求，如水到渠成般地拓展至那些消费者迫切需要稳定电力供应，同时又缺乏经济实惠的清洁替代能源的市场领域，亦或是那些领导者已然立下雄心勃勃的气候承诺，急需清洁能源助力实现目标的市场之中。

届时，整个世界对于能源的思维模式将会发生天翻地覆的转变，能源将不再被视作一种制约发展的因素，而是会成为取之不尽、用之不竭的资源，进而对能源地缘政治进行全方位的重塑。要知道，从化石燃料过渡到聚变能源，这场能源变革所带来的影响，必定要比曾经从燃烧木材转变为燃烧化石燃料更为深刻且意义深远。

当下，全球范围内围绕商业核聚变展开的激烈竞赛已然拉开大幕，而核聚变动力所蕴含的无限潜力与未来，才刚刚崭露头角，正等待着人们去进一步探索和发掘呢。

原标题：核聚变加速跑

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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