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核聚变发电商业化 微软签全球首个购电协议

www.creaders.net | 2023-05-22 16:05:46  大纪元 | 0条评论 | 查看/发表评论

    核聚变发电技术因生产过程中基本不产生核废料,也没有碳排放污染,被认为是全球碳排放问题的最终解决方案之一。5月10日,总部位于华盛顿DC的荷里昂能源公司(Helion Energy)宣布与微软公司达成全球首个核聚变电力采购协议,意味着该技术正式走入商业运行。

核聚变发电商业化 微软签全球首个购电协议

  核聚变(台湾叫“核融合”)是在特殊条件下将较轻的原子融合成较重的原子,如2个氢原子融合成1个氦原子,而释放出巨大能量,这与太阳等恒星产生能量的方式相同。因为氢是常见的元素(水是氢的化合物),等于有取之不尽的能源,再加上生产工艺无放射性、无污染,所以该技术号称能源界的圣杯,一直备受期待。

  根据荷里昂能源公司和微软的协议,新核聚变电厂计划在2028年接入电网,在一年内将发电量提升至50兆瓦以上,在美国多个州运营商用核反应堆的星座能源公司(Constellation Energy)将担任其电力营销商,并将管理该项目的输电。不过,对于如何实现这一目标,两家公司都未给出具体的说明。

  荷里昂公司是一家私营清洁能源公司。据其网站介绍,该公司创立于2013年,十年来一直致力于开发核聚变商业电力系统。该公司在2020年建立了第六个核聚变工作原型,该原型达到了1亿摄氏度的等离子体温度。目前,该公司正在建造第七个原型,将使用脉冲高功率磁体技术实现核聚变,预计将在2024年展示其发电能力。

  荷里昂的创始人兼首席执行官大卫·柯特利(David Kirtley)表示,他们有信心交付世界上第一个核聚变发电设施。他说,荷里昂与微软的协议是有约束力的协议。如果他们没能构建一个核聚变系统,将会受到经济处罚。

  台湾经济部国际合作处的陈祈典在今年2月份撰文表示,多数专家都认为核聚变发电技术的商业化估计要到20年到30年之后才能实现,这对于2050年全球净零排放目标的实现恐难有太大帮助。而荷里昂的计划如果成功,则意味着全球核聚变能源部署的时间将比普遍的预期大大提前。

  核聚变工业协会负责人安德鲁·霍兰德(Andrew Holland)表示,核聚变并不容易,购电合同可能包括了电力交付时间的条款。不过,他也认为,这份购电合同显示出,商界已开始意识到核聚变时代可能提早到来,此次合作是对荷里昂的信任投票。

  微软副董事长兼总裁布拉德·史密斯(Brad Smith)表示,他们乐观地认为核聚变是可以帮助世界向清洁能源过渡的重要技术。而荷里昂的工作符合微软的长期清洁能源目标,并将推动市场建立一种全新高效的方法,更快地将更多清洁能源输送到电网。

  星座能源公司的首席商务官吉姆·麦克休(Jim McHugh)表示,核聚变技术将改变游戏规则。“结合我们的无碳能源匹配方案,荷里昂和微软正在帮助建立一个以无碳能源为标准的未来。”

  核聚变发电技术工作原理及运作方式

  目前的核能发电使用的是核裂变技术,通过种子连锁撞击铀-235,分裂释放出热量产生蒸气、进而推动涡轮机发电。不过,其最大的问题是用过的燃料棒仍有放射性,须长期冷却并隔绝辐射,处理成本高。

  而核聚变发电技术则不存在辐射和污染问题。荷里昂公司采用了独有的脉冲等离子核聚变装置,使用氘和氦-3融合释放能量生成零碳电力。根据该公司的说法,该装置最终应该能够重新获取用于触发反应的电能,将其用于为设备的磁铁充电。不过,该生产工艺面临的挑战是如何实现净能量增益。

  美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)在去年底实现了核聚变的净能量增益。该实验室采用了当前两种主流运作方式之一的激光束照射融合技术。

  去年12月5日,美国能源部宣布LLNL的核聚变研究取得了重大突破,首次实现了核聚变反应的150%的净能量增益。而这一成果背后是研究人员60年的努力。

  实验中,科学家们将192束激光束发射到一个微小的氢燃料球上,创造出超过1亿摄氏度的高温环境,使得氢原子发生聚变并释放能量。结果显示,激光束投入能量为200万焦耳,而产生的能量输出为315万焦耳。

  另有一种运作方式是环磁机技术,即电浆在管道中受超导磁铁拘束不断流动加热以发生聚变。国际热核聚变实验反应炉(ITER)与欧盟、美国、中国、印度、日本、俄罗斯和韩国共同合作在法国兴建了全球最大的环磁机,由欧盟主导,预计于2025年进行电浆实验,2035年进行核聚变实验,目标是将净能量增益拉高至10倍。

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