德國重金投入核聚變 是浪費錢嗎?
(德國之聲中文網)德國有強大的制造業以及汽車、化工等能源密集型產業,這意味著大量能源消耗。
歐洲最大的經濟體德國仍嚴重依賴化石燃料,盡管過去二十年來,風能和太陽能等可再生能源比例穩步上升。
德國政府正在實施一項雄心勃勃的能源轉型計劃,目標是在2045年實現溫室氣體淨零排放。德國已於2023年全面淘汰核電,並計劃在2038年之前逐步淘汰煤電。
為了在能源與環境之間取得平衡,柏林也投資綠色氫能以及核聚變等新技術。
投資核聚變是明智之舉?
10月,德國總理梅爾茨(Friedrich Merz 也譯“默茨”)內閣公布了一項旨在加速核聚變技術發展的行動計劃。德國希望建造世界上第一座聚變反應堆,為此項目撥款17億歐元(約合19.8億美元)。
柏林希望這項技術未來能提供充足、清潔、安全、可靠的能源。
德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術研究所聚變研究專員克萊因(Sarah Klein)表示,投資聚變技術是一項“明智的長期戰略舉措”。
她向德國之聲表示:“這項技術使德國在全球技術競賽中保持領先地位。在逐步淘汰化石燃料之後,核聚變與可再生能源對於確保能源主權至關重要。”
馬克斯-普朗克等離子體物理研究所科學主任君特(Sibylle Günter)也向德國之聲表示贊同,並指出德國的能源需求“不斷增長”。
君特說:“核聚變技術可以幫助我們保障長期能源供應,並且是零排放。與此同時,保持工業國家的競爭力。”
“創新催化劑”
幾十年來,科學家們一直致力於利用核聚變發電。
核聚變是指在極高的溫度和壓力下,兩個較輕的原子核碰撞融合,從而釋放能量。這與太陽中氫轉化為氦的基本過程相同,這一過程產生陽光,使地球上的生命成為可能。
核聚變與當今核電站的核裂變過程相反——核裂變是指較重的原子核通過鏈式反應分裂釋放能量。
與核裂變不同,核聚變不會產生放射性廢物,因此有望提供利於氣候保護的充足能源,避免污染和放射性廢物。
德國並非唯一大舉投資核聚變的國家。
美國、中國、日本和英國等國家也已投入數十億美元,加速這項技術的發展。此外,數十家私營初創企業也加入了這場競爭。
“世界上最具創新力的經濟體已經在核聚變領域進行了大量投資。因此,這是德國高科技產業未來發展的重要戰略,”克萊因說道。
這位科學家強調,該投資對於德國保持全球競爭力並確保技術自主至關重要。
克萊因表示,核聚變還促進創新。她說,包括超導磁體、高功率系統、先進材料、機器人和人工智能在內的關鍵技術都將得以推動。
浪費資金?
然而,批評人士認為,投入巨資用於核聚變研究是方向錯誤,也是資源浪費。他們認為,這些資金應用於擴大其它可再生能源項目的規模。
但君特認為,可再生能源和核聚變能源之間不應存在“沖突”,而是兩者可以“相互補充”。 她說:“風能和太陽能無法持續供電,但核聚變可以。”
經過數十年的研究,科學家們在2022年底首次實現了核聚變中的淨能量增益——意即,聚變反應釋放的能量高於使原子核聚變所需的能量。
該實驗利用高功率激光得以實現。
還有其它方案利用強磁場來約束超高溫等離子體粒子,使其結合並聚變以釋放能量。
核聚變發電站何時能成為現實?
2022年的突破以及之後的一些實驗給人們帶來希望,或許在不久的將來,核聚變就可發揮其全部潛力。
加州大學伯克利分校能源學教授卡門(Daniel Kammen)表示,過去人們認為,核聚變發電還需要五十年才能實現,“而且幾十年來一直說還需要五十年”,這一說法不再成立了。
他通過電子郵件向德國之聲表示:“多種方法並進、機器學習和人工智能在控制磁約束(托卡馬克)等問題上的應用,以及系統運行方面的進步,都從根本上改變了研究處境。”
卡門教授表示:“我曾預測,核聚變原型將在十年內進入試點並網階段,甚至更快。”
但包括克萊因在內的其他專家則認為,商業上可行的核聚變發電還需要更長的時間。“商業聚變的確仍是一個遠景,存在著技術和經濟上巨大的不確定性。因此,核聚變無法取代當前亟需的可再生能源和儲能技術。”
君特也認同克萊因的觀點,她預計首批聚變電站將在“大約二十年後”並網,但前提條件是,現在就采取一切必要的措施。
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