面對氣候變遷,低碳、供電穩定的核能備受各國青睞,尤其科技巨頭更押寶,以太陽的核融合反應為靈感的發電技術,來彌補能源缺口。如果核融合技術順利商業化,預估2050年市場規模將突破一兆美元。儘管潛力無窮,但技術上仍有待突破,美國不少新創業者都卯足全勁,要在10年之內,讓人造太陽突破目前能源使用的困境。
有一種能源,零碳排放,還能填補全球能源缺口?聽起來像天方夜譚,卻正掀起科技巨頭與新創的瘋狂競逐!
CNBC記者震撼揭露:「原子相互撞擊每公斤燃料釋放的能量,是傳統核分裂的4倍,更是燃煤的400萬倍,不排放溫室氣體也不產生長期放射性廢棄物,如果研發順利,市場規模至少達到1兆美元。」
這股潛力吸引科技巨擘重金押注。谷歌投資的TAE科技募資12億美元,比爾蓋茲、貝佐斯支持的聯邦核融合系統更吸金近20億美元,核融合熱潮席捲全球!
國際能源智庫創辦人盧昂戈直指:「AI熱潮突如其來,人們意識到有龐大的電力需求。」但挑戰依然艱鉅。麻省理工學院核科學與工程教授懷特坦言:「目前宇宙中唯一運作的核融合發電就是恆星。」
現實中的「人造太陽」並非遙不可及。美國國家點火設施已多次實現短暫的核融合能量淨輸出,但商業化仍需時日。盧昂戈預測:「到2028年前美國都不會有新的核分裂發電廠,更不用說核融合發電。」
核融合與傳統核分裂截然不同。它利用氫在148.9萬攝氏度超高溫下融合成氦,質量損失轉化為巨大能量。但這電漿狀態帶電且流動,難以控制。核融合產業協會執行長霍蘭德解釋:「在很短很短的時間,只有奈秒的程度,192道雷射世界上最強的雷射,全都射在向約像BB彈大小的小目標上,融合燃料隨即被點燃,釋放出超出輸入目標的能量,下一步是證明這在商業上具有可行性。」
為穩定電漿,傳統設計依賴龐大的托卡馬克磁約束裝置,但新創公司另闢蹊徑。CNBC記者披露:「Zap能源用電流衝擊的方式,貝佐斯投資的General Fusion採用蒸汽活塞,Helion則利用磁脈衝驅動電漿,在圓筒內以超百萬英里時速相撞,取代托卡馬克設計,而TAE科技則使用不同的燃料與粒子束。」這些創新大幅縮小設備規模,降低成本。
核融合產業協會執行長霍蘭德宣布:「美國核融合產業協會從2021年5月成立以來,我們對全球私人企業的投資約達12億美元,我們現在可以宣布,總投資已遠超80億美元,其中約60億美元進入美國企業。」40家協會成員中,25家總部設在美國,展現領跑態勢。核融合系統公司執行長穆姆加德信心喊話:「輸出能量可達到輸入的十倍,100兆瓦左右,目前這些還是未竟之功,而這些正是構成發電廠的基礎條件,預計2030年代初期,能將核融合電力投入電網。
目前除了美國以及加拿大,歐洲、印度和日本也都有新創業者,在核融合發電的領域當中進行研究。用實際行動創造能更大量使用的永續電力,解決全球都將面臨的能源難題。