能源|商用核聚变堆实现在即 还是在陕西?( 三 )


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具体来说,能量奇点计划在2024年研发和建成基于全高温超导磁体的紧凑型托卡马克实验装置,运行并点亮等离子体 。
随后,他们打算在5~7年内建成等效Q>1的先进高温超导托卡马克,并在10~15年内建成经济聚变发电商业示范堆 。
也就是说,7年左右时间实现这个装置输入能量小于输出能量(不然收不回成本),再在15年内搞定商用化 。
所以,这些公司凭什么技术“加速”可控核聚变商用化进程,甚至声称速度比ITER这些项目还快?
一个例子就是在在托卡马克装置关键核心超导磁体的路线选择上 。
目前国内外商业公司基本都走高温超导路线,但大型研究项目包括中科院的EAST和国际上的ITER,却都是基于低温超导的 。
(注意,在超导中,室温比“高温”的温度要高)
毕竟低温超导磁线圈的磁场强度限制,会导致设备又大又贵,不容易商业化 。
但高温超导磁场技术则在最近十年取得了很大进步,其最高磁场强度范围比低温磁线圈更广(《Journal of Fusion Energy》),从而让托卡马克装置得以小型化、造价更低 。
目前,这波能源投资的风气,已经刮到了海内外 。
据美国《新闻周刊》披露,2022年,核聚变领域的私人投资额激增,短短一年的投资额就超过此前的投资总额 。
国外科技巨头也想“十年搞定商用化”
不止国内掀起的一波可控核聚变投资热,近两年这类项目在国外也很火 。
一方面是国家政策上 。不仅原本打算放弃核能的韩国和德国,开始修订“放弃核能”的计划,欧美也开始加大对核能相关项目的扶持 。
另一方面是科技巨头和个人投资者的入局 。据Fastcompany介绍,微软的比尔·盖茨和亚马逊的贝佐斯,已经在核聚变相关的公司上砸了接近34亿美元 。
当然,与国内基本专注于托卡马克装置路线不同的是,目前国外的30多家可控核聚变商业公司中,已经出现了磁性约束和惯性约束两种路线 。
其中磁性约束的代表,则要属由MIT创立、获得了谷歌和比尔盖茨投资的美国初创公司CFS 。
能源|商用核聚变堆实现在即 还是在陕西?
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△图源CFS
嗯,就是声称要在2025年实现可控核聚变商业发电(供热)的那家公司,比ITER竣工甚至还早一年 。
这家公司的计划也是做托卡马克装置,目前最大的进展是研发出了一种能实现高达20T(特斯拉)磁场的高温超导磁体 。
注意,即使是ITER使用的超导磁体,磁场强度最高也只能达到5.3T 。如果CFS真的实现了高达20T的强磁场,意味着能大大缩小托卡马克的体积 。
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△钢铁侠用的就是超小型可控核聚变装置
惯性约束的代表,则是一家位于英国牛津的核聚变技术First Light Fusion,他们打造的可控核聚变装置叫做“Big Friendly Gun” 。
这个装置长约22米,重25000公斤,能以超音速近19.11倍的飞行速度发射100克的射弹,通过射弹高速压缩靶丸内部燃料,就能达到聚变所需的压力和温度 。
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值得一提的是,这家公司画出的大饼更诱人——通过这个装置,能让一度的电价格低于0.05美元(约3毛钱) 。
除了商用公司,也有其他公司在“顺道”进行这方面的研究 。