核聚變發電商業化 微軟簽全球首個購電協議
【大紀元2023年05月20日訊】（大紀元專題部記者張宛報導）核聚變發電技術因生產過程中基本不產生核廢料，也沒有碳排放污染，被認為是全球碳排放問題的最終解決方案之一。5月10日，總部位於華盛頓DC的荷里昂能源公司（Helion Energy）宣布與微軟公司達成全球首個核聚變電力採購協議，意味著該技術正式走入商業運行。
核聚變（台灣叫「核融合」）是在特殊條件下將較輕的原子融合成較重的原子，如2個氫原子融合成1個氦原子，而釋放出巨大能量，這與太陽等恆星產生能量的方式相同。因為氫是常見的元素（水是氫的化合物），等於有取之不盡的能源，再加上生產工藝無放射性、無污染，所以該技術號稱能源界的聖杯，一直備受期待。
根據荷里昂能源公司和微軟的協議，新核聚變電廠計劃在2028年接入電網，在一年內將發電量提升至50兆瓦以上，在美國多個州運營商用核反應堆的星座能源公司（Constellation Energy）將擔任其電力營銷商，並將管理該項目的輸電。不過，對於如何實現這一目標，兩家公司都未給出具體的說明。
荷里昂公司是一家私營清潔能源公司。據其網站介紹，該公司創立於2013年，十年來一直致力於開發核聚變商業電力系統。該公司在2020年建立了第六個核聚變工作原型，該原型達到了1億攝氏度的等離子體溫度。目前，該公司正在建造第七個原型，將使用脈衝高功率磁體技術實現核聚變，預計將在2024年展示其發電能力。
荷里昂的創始人兼首席執行官大衛·柯特利（David Kirtley）表示，他們有信心交付世界上第一個核聚變發電設施。他說，荷里昂與微軟的協議是有約束力的協議。如果他們沒能構建一個核聚變系統，將會受到經濟處罰。
台灣經濟部國際合作處的陳祈典在今年2月份撰文表示，多數專家都認為核聚變發電技術的商業化估計要到20年到30年之後才能實現，這對於2050年全球淨零排放目標的實現恐難有太大幫助。而荷里昂的計劃如果成功，則意味著全球核聚變能源部署的時間將比普遍的預期大大提前。
核聚變工業協會負責人安德魯·霍蘭德（Andrew Holland）表示，核聚變並不容易，購電合同可能包括了電力交付時間的條款。不過，他也認為，這份購電合同顯示出，商界已開始意識到核聚變時代可能提早到來，此次合作是對荷里昂的信任投票。
微軟副董事長兼總裁布拉德·史密斯（Brad Smith）表示，他們樂觀地認為核聚變是可以幫助世界向清潔能源過渡的重要技術。而荷里昂的工作符合微軟的長期清潔能源目標，並將推動市場建立一種全新高效的方法，更快地將更多清潔能源輸送到電網。
星座能源公司的首席商務官吉姆·麥克休（Jim McHugh）表示，核聚變技術將改變遊戲規則。「結合我們的無碳能源匹配方案，荷里昂和微軟正在幫助建立一個以無碳能源為標準的未來。」
核聚變發電技術工作原理及運作方式
目前的核能發電使用的是核裂變技術，通過種子連鎖撞擊鈾-235，分裂釋放出熱量產生蒸氣、進而推動渦輪機發電。不過，其最大的問題是用過的燃料棒仍有放射性，須長期冷卻並隔絕輻射，處理成本高。
而核聚變發電技術則不存在輻射和污染問題。荷里昂公司採用了獨有的脈衝等離子核聚變裝置，使用氘和氦-3融合釋放能量生成零碳電力。根據該公司的說法，該裝置最終應該能夠重新獲取用於觸發反應的電能，將其用於為設備的磁鐵充電。不過，該生產工藝面臨的挑戰是如何實現淨能量增益。
美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）在去年底實現了核聚變的淨能量增益。該實驗室採用了當前兩種主流運作方式之一的激光束照射融合技術。
去年12月5日，美國能源部宣布LLNL的核聚變研究取得了重大突破，首次實現了核聚變反應的150%的淨能量增益。而這一成果背後是研究人員60年的努力。
實驗中，科學家們將192束激光束發射到一個微小的氫燃料球上，創造出超過1億攝氏度的高溫環境，使得氫原子發生聚變並釋放能量。結果顯示，激光束投入能量為200萬焦耳，而產生的能量輸出為315萬焦耳。
另有一種運作方式是環磁機技術，即電漿在管道中受超導磁鐵拘束不斷流動加熱以發生聚變。國際熱核聚變實驗反應爐（ITER）與歐盟、美國、中國、印度、日本、俄羅斯和韓國共同合作在法國興建了全球最大的環磁機，由歐盟主導，預計於2025年進行電漿實驗，2035年進行核聚變實驗，目標是將淨能量增益拉高至10倍。
責任編輯：連書華
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