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「人造太陽」核融合大突破 可成淨零碳排解方?

記者 劉俐均 / 攝影 鍾尹倫 報導
發佈時間:2023/02/28 23:21
最後更新時間:2023/02/28 23:21

為了達到2050淨零碳排,全世界都在找尋潔淨能源科技,目前核融合技術,被認為是能夠成為潔淨能源重大突破,目前以美國發展和融合的進程最快,另外包含中國大陸、以及歐盟也都大量投資發展,我們台灣也有業者與美國合力研發,何時能夠真正商轉發電?帶您一塊來看我們的分析報導。

圖/TVBS

 
連接好幾條管線設備,用來打入氫氣的接管,連通到這一台核反應爐,進行「核融合」,位在台北的實驗室,主要進行系統分析,這一項技術,將成為未來潔淨能源的重大突破。

能源公司執行長劉宇環:「這個技術事實上是一個,前沿的一個技術,而且很新,這個當時大家都不相信說這個,核融合就叫小太陽,清潔能源全世界都在推動,台灣因為大家看到這樣子在推動,太陽能還是這個風能,所以我們看是一個什麼基礎的東西,但這個是一個突破性的,而且帶有全世界導向的一個潔能科技。」

相比大眾所知道的核能發電,是屬於「核分裂」,利用中子撞擊較重的鈾元素,分裂成兩顆輕原子,核融合剛好相反,是把兩顆比較輕的原子像是氫,對撞後黏在一起,過程中一樣會釋放能量,是核分裂的4倍以上,最主要釋放能量過程,並不會產生二氧化碳。

 
能源公司聯合創始人副董事長李羅權:「兩個質量比較小的撞在一起,然後產生一個質量比較大,這個比較大有時候也會分為幾個更小,小一點的出來,那這個有什麼好處呢?第一個它沒有輻射,第二個氫跟硼,這個到處都可以找得到,所以它原料就可以到處拿到。」

圖/TVBS

透過氫的同位素,氘跟氚的結合完成核融合,而這些元素,只要從海水和岩石中就能提煉,根據研究數據,一座1500百萬瓦特核融合能量的發電廠,一天大約只需要消耗400克的氘和600克的氚,發電效率也很高。

能源公司營運長謝弘輝:「那種大型的托克馬克反應爐,有點像太陽內部核心,它的溫度需要到1億攝氏度以上,才可以把質子與質子融合在一起,它是一個高溫的環境,那麼像我們這種就在這種低能量低溫度,所謂低溫度當然還是在幾千度,幾千度攝氏度就可以達到融合過程。所以這個方法很不一樣,那我們做的大小也小很多。」

號稱是「人造太陽」的核融合能源,全球已經開始大舉投入資金研發,像是中國大陸在安徽合肥核融合裝置,2022年宣布成功在攝氏7,000萬度高溫下維持17分鐘,不過光是開啟,一天就要15萬美元,而由歐盟、日、美、韓、俄合作,在法國建世上最大核融合反應爐,2021年對第一電漿的完成率接近75%,預計在2025年開始電漿實驗,但要如何發電和成本控制到能商轉的成本,桌上型的核融合研發,有機會成為第一步。

能源公司副董事長朱永光:「核融合它本身先是產生熱,所以第一步的應用先是用熱,那我們覺得熱,我們現在最快可以用的氯蒸氣,我們現在這樣用的核融合反應的反應器,最主要的特徵是所謂的桌上型的,而不是巨大的,那桌上型的好處就是說,它可以直接就在身邊。」

能源公司董事長蔡清彥:「那能量小有能量小用途,就是說用電的方式不用集中式,現在發電很大電廠,輸配電線到你家裡到工廠去,將來可能是一個社區,一個公司自己,有個小型的核融合發電機,包括美國歐洲它領先這個,托克馬克反應爐很大很大,它還是舊的模式,就是輸配電的方式在做,我們要走社區或工廠自己本身。」

由台美共同合資研發,桌上型核融合發電,朝向電動車、桌上型電腦發電目標前進,而我們台灣,核能所和國科會,也正積極在核融合反應中,找出可運行的方針。
 

核能研究所物理組副研究員陳恩仕:「核融合的條件,我們人類可以做到的,就是靠電壓要嘛靠高熱,我們這個DPF靠的是電壓。」

核能研究所也在針對核融合進行研究實驗,在核融合反應,已經有基礎驗證,對於用在能源改革上,將慢慢往前推進。

圖/TVBS

核能研究所副所長李海光:「核融合技術如果要走到發電,應該還有相當長一段路要走,它事實上所指的只是在核融合發生這個階段,輸入的能量到實驗裝置與輸出能量的比值,超過1的部分,但是我們如果要發電,那也要考慮更多,這件事情對我們而言,我們證明了它的理論是可行的,那現在國科會大家鎖定兩個方向,一個是用雷射來做電漿,像美國這一型的,另外一個是像歐洲的,我們叫做磁約束高熱電漿。」

核融合發電,產生的輻射量有多少,目前還未可知,尤其法規還需要再討論,核融合發電,是未來淨零碳排一道曙光,而距離邁入正式商轉發電,也越來越近。
 

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#核融合#潔淨能源#核能發電#輻射

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