《Helion Energy引领核聚变革命,力争2028年建成世界首座聚变发电厂》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2025-02-05
  • 核聚变,这一被誉为终极清洁能源的技术,正逐步从理论走向现实。与化石燃料和可再生能源不同,核聚变通过模仿太阳发电过程,利用氢原子聚变产生电力,不仅潜力巨大,而且几乎不产生有害排放或长期放射性废物。然而,由于维持自持反应所需的高温和高压带来的技术挑战,核聚变一直未能实现商业化。不过,随着私营部门投资和研究的最新突破,这一进程正在加速。其中,总部位于华盛顿的Helion Energy走在了这场革命的最前沿。Helion Energy制定了雄心勃勃的目标:到2028年建成并运营世界上第一座能够向电网输送电力的核聚变发电厂。为了实现这一目标,Helion获得了超过10亿美元的资金,并得到了包括OpenAI首席执行官Sam Altman和Peter Thiel在内的知名投资者的支持。Helion的第七代核聚变原型Polaris是其计划的核心,该反应堆采用带有脉冲磁压缩的线性聚变系统,旨在克服传统聚变模型的局限性。通过直接能源转换系统,Polaris可以将核聚变能量直接转化为电能,从而大大降低成本,使核聚变发电更加实用。这一创新不仅为电网整合提供了简化的途径,还消除了对昂贵的蒸汽涡轮机和发电机的需求。

    除了技术进步,Helion的快速发展还得益于积极的私人投资和合作伙伴关系。其中,与微软的开创性协议尤为引人注目。根据协议,微软将从2028年开始从Helion的核聚变发电厂购买电力,这标志着核聚变能源的首个商业协议。如果Helion能够实现这一目标,微软将成为世界上首批使用聚变能源为数据中心供电的公司之一,为化石燃料甚至太阳能和风能等可再生能源提供更清洁、更稳定的替代品。然而,这一雄心勃勃的时间表也引发了一些质疑。许多专家对Helion能否在未来五年内实现这一目标持怀疑态度,认为即使Helion实现了核聚变,以与现有能源相竞争的成本生产电力也可能需要比预期更长的时间。

    全球范围内,核聚变技术的竞争日益激烈。除了Helion,世界各地的政府、初创企业和研究机构都在核聚变技术上投入了数十亿美元,争夺这一可能成为本世纪最大能源突破的领域的领导地位。在英国,政府已承诺投入超过4亿英镑建造一座核聚变发电站;在中国,实验性先进超导托卡马克(EAST)创下了将核聚变反应维持1056秒的世界纪录;在美国,除了Helion,还有Commonwealth Fusion Systems和TAE Technologies等竞争对手也在积极开发替代核聚变技术。未来几年将是决定核聚变能源能否最终从研究实验室过渡到电网的关键时期。如果成功,核聚变能源将重新定义全球能源格局,成为人类历史上的一次重大能源革命。

  • 原文来源:https://www.nengyuanjie.net/article/110239.html
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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-03-01
    • 近日,日本共同社报道,日本首座核聚变发电厂将由本国企业建造。 日本西部的一家初创公司说,它计划在日本建造第一座通过核聚变发电的试验工厂,当前这项技术正引起人们的高度关注,因为这是一种可以在不排放二氧化碳的情况下生产能源的新方法。 京都聚变工程公司是一家位于京都府的初创企业,公司首席执行官长夫高说,公司致力于在未来5年将工厂投入运转,目前公司已经获得部分资金,并开始进行设计。该公司说,除了一个可以产生热能以生产少量电力的反应堆,这个实验工厂还将配备一个热交换器和涡轮机,发电能力预计可达几十千瓦。长夫高说,尽管日本国内和国外都有实验性反应堆证明核聚变反应的可行性,但“即便在全球范围内,真正用于发电的工厂也是罕见的”。 京都大学成立的一家投资公司为这个项目提供了部分资金,该项目于2019年由长夫高和京都大学高级能源研究所教授小西觉牵头发起。 京都聚变工程公司将开发核聚变反应堆设备,包括一个能够有效收集反应堆产生的温度超过1亿摄氏度的热量的关键设备。公司计划利用这家工厂为其设备研发收集数据。 为了给该项目投资几十亿日元,该公司已经从投资基金筹集了13亿日元,其中包括一个与国家支持的日本投资公司有关的基金。公司还计划从诸如三菱日联金融集团联合银行等大银行借款。 这家公司未来将与中央政府和地方政府进行会谈,以确定包括建设工厂地点在内的细节。聚变发电是将原子核聚变产生的能量转化为电力。专家说,与裂变反应的核能发电不同,聚变过程被认为更安全,不会像现在的核电站那样产生高度活跃的核废料。 随着美国核聚变初创企业联邦核聚变系统公司去年获得微软公司联合创始人比尔·盖茨和谷歌公司的投资,聚变能源最近受到了全球的关注。 日本政府还推动聚变能源的研发,作为可以应对全球变暖的一种获取清洁能源的途径。日本计划在不久的将来成立一个专家小组,加强对这一领域的支持。
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    • 2月17日,美国国家科学院、工程和医学院发布了一份长达91页的报告,列出了建造一座价值数十亿美元的核聚变发电站的大致时间表及其开发设计策略。根据计划,美国在2035年之前开始建设试点项目,并在2040年之前投入使用。为满足要求,报告呼吁美国能源部资助2~4个团队,与私营企业合作,在2028年前开发出不同的概念设计。 “这是可信和可行的。”斯坦福大学名誉副校长William Madia说。然而,忧思科学家联盟核能安全主管Edwin Lyman指出,这份报告表明许多关键技术还处于成熟度较低的状态。Lyman对这些技术能否及时开发提出了质疑:“我并不认为这个时间表是现实的。” 报告指出,在建造试验工厂之前,必须克服几个重大技术挑战。例如,如果该电站像国际热核实验反应堆一样工作,聚变氘和氚,那么研究人员也必须开发一种方法,在反应堆周围特制的材料“毯”中培养更多的氚。否则,核电站可能很快就会消耗掉全世界全部的氚供应,而这些氚只来自某些核反应堆。 如果覆盖层中含有锂,中子就会分裂其中一些原子核,形成更多的氚。但氚是一种受到高度管制的放射性物质,很难处理,Lyman质疑这样一个封闭的系统能否在2035年前开发出来。 此外,该报告建议的时间表并没有反映出完成某一特定设计研发所需的自下向上评估。相反,它提出了一个自上而下的评估。Madia预测,如果到2035年核聚变还不可行,它将被排除在未来的无碳能源组合之外。 关于时间表的争论反映了新兴私营核聚变公司的紧张局势,一些初创公司吸引了亿万富翁的兴趣。例如,比尔·盖茨支持的联邦核聚变系统公司专注于使用由高温超导体制成的磁铁线圈等。私人投资也是Madia看好试点工厂的一个关键原因。 但Lyman认为,核聚变初创公司的前景远大于它们能实现的价值。他担心,熟悉高科技经济的投资者可能会对资本密集型能源研究采取同样高风险的态度。Lyman还警告说,核聚变创业公司要求美国核管理委员会放宽安全要求是不合理的。