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德国重金投入核聚变 是浪费钱吗?何时能实现?

柏林希望核聚变提供充足、清洁、可靠的能源,但批评人士称是浪费金钱,因为这项技术无法解决短期的气候和能源问题。

德国有强大的制造业以及汽车、化工等能源密集型产业,这意味着大量能源消耗。

欧洲最大的经济体德国仍严重依赖化石燃料,尽管过去二十年来,风能和太阳能等可再生能源比例稳步上升。

德国政府正在实施一项雄心勃勃的能源转型计划,目标是在2045年实现温室气体净零排放。德国已于2023年全面淘汰核电,并计划在2038年之前逐步淘汰煤电。

为了在能源与环境之间取得平衡,柏林也投资绿色氢能以及核聚变等新技术。

投资核聚变是明智之举?
10月,德国总理梅尔茨(Friedrich Merz 也译“默茨”)内阁公布了一项旨在加速核聚变技术发展的行动计划。德国希望建造世界上第一座聚变反应堆,为此项目拨款17亿欧元(约合19.8亿美元)。

柏林希望这项技术未来能提供充足、清洁、安全、可靠的能源。

德国亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所聚变研究专员克莱因(Sarah Klein)表示,投资聚变技术是一项“明智的长期战略举措”。

她向德国之声表示:“这项技术使德国在全球技术竞赛中保持领先地位。在逐步淘汰化石燃料之后,核聚变与可再生能源对于确保能源主权至关重要。”

马克斯-普朗克等离子体物理研究所科学主任君特(Sibylle Günter)也向德国之声表示赞同,并指出德国的能源需求“不断增长”。

君特说:“核聚变技术可以帮助我们保障长期能源供应,并且是零排放。与此同时,保持工业国家的竞争力。”

“创新催化剂”
几十年来,科学家们一直致力于利用核聚变发电。

核聚变是指在极高的温度和压力下,两个较轻的原子核碰撞融合,从而释放能量。这与太阳中氢转化为氦的基本过程相同,这一过程产生阳光,使地球上的生命成为可能。

核聚变与当今核电站的核裂变过程相反——核裂变是指较重的原子核通过链式反应分裂释放能量。

与核裂变不同,核聚变不会产生放射性废物,因此有望提供利于气候保护的充足能源,避免污染和放射性废物。

德国并非唯一大举投资核聚变的国家。

美国、中国、日本和英国等国家也已投入数十亿美元,加速这项技术的发展。此外,数十家私营初创企业也加入了这场竞争。

“世界上最具创新力的经济体已经在核聚变领域进行了大量投资。因此,这是德国高科技产业未来发展的重要战略,”克莱因说道。

这位科学家强调,该投资对于德国保持全球竞争力并确保技术自主至关重要。

克莱因表示,核聚变还促进创新。她说,包括超导磁体、高功率系统、先进材料、机器人和人工智能在内的关键技术都将得以推动。

浪费资金?

然而,批评人士认为,投入巨资用于核聚变研究是方向错误,也是资源浪费。他们认为,这些资金应用于扩大其它可再生能源项目的规模。

但君特认为,可再生能源和核聚变能源之间不应存在“冲突”,而是两者可以“相互补充”。 她说:“风能和太阳能无法持续供电,但核聚变可以。”

经过数十年的研究,科学家们在2022年底首次实现了核聚变中的净能量增益——意即,聚变反应释放的能量高于使原子核聚变所需的能量。

该实验利用高功率激光得以实现。

还有其它方案利用强磁场来约束超高温等离子体粒子,使其结合并聚变以释放能量。

核聚变发电站何时能成为现实?

2022年的突破以及之后的一些实验给人们带来希望,或许在不久的将来,核聚变就可发挥其全部潜力。

加州大学伯克利分校能源学教授卡门(Daniel Kammen)表示,过去人们认为,核聚变发电还需要五十年才能实现,“而且几十年来一直说还需要五十年”,这一说法不再成立了。

他通过电子邮件向德国之声表示:“多种方法并进、机器学习和人工智能在控制磁约束(托卡马克)等问题上的应用,以及系统运行方面的进步,都从根本上改变了研究处境。”

卡门教授表示:“我曾预测,核聚变原型将在十年内进入试点并网阶段,甚至更快。”

但包括克莱因在内的其他专家则认为,商业上可行的核聚变发电还需要更长的时间。“商业聚变的确仍是一个远景,存在着技术和经济上巨大的不确定性。因此,核聚变无法取代当前亟需的可再生能源和储能技术。”

君特也认同克莱因的观点,她预计首批聚变电站将在“大约二十年后”并网,但前提条件是,现在就采取一切必要的措施。

责任编辑: 时方  来源:德国之声 转载请注明作者、出处並保持完整。

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