《美国绘制核聚变发电厂路线图 计划在2040年之前投入使用》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-02-22
  • 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。

  • 原文来源:http://www.cnenergynews.cn/
相关报告
  • 《日本拟建首座核聚变发电厂 预计5年内投入运转》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 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。
  • 《美国加大对聚变能源的投资》

    • 来源专题:大气污染防治
    • 编译者:APC
    • 发布时间:2021-03-15
    • 颇具影响力的能源部(DOE)咨询委员会建议美国积极开展聚变能源的部署,包括对技术和设备进行投资,以支持LLNL国家点火设施(NIF)的核心任务之一,为建立核聚变奠定基础。发展惯性聚变能(IFE)。 该报告称霸未来:融合与等离子体,由十二月份批聚变能科学顾问委员会(FESAC)。紧随其后的是2月美国国家科学,工程和医学研究院(NASEM)的报告,呼吁采取积极行动,尽快在2035年建造美国的试验性聚变电站。 FESAC的报告编制了两年,根据美国能源部科学办公室的聚变能科学(FES)计划,为美国的聚变能和等离子体科学提供了长达十年的愿景。NFS&PS物理学??家FESAC成员兼报告小组委员会的Tammy Ma说,LLNL是等离子体物理社区规划过程的主要参与者,该过程为该报告的十年战略计划奠定了基础。 FESAC和NASEM的报告都侧重于磁聚变能量(MFE)技术的发展,以法国的ITER实验为例;美国是参加ITER的35个国家之一,目前已完成了70%以上的目标,并计划在2025年首次进行等离子操作。 但是,这些报告承认必须同时追求包括IFE在内的其他政府和私人融合技术,而FESAC的报告指出,NIF在点火方面取得了“巨大进步” 。这两份报告都呼吁与联邦,国际和私人投资者建立合作伙伴关系,并概述了NIF一直致力于融合和等离子体研究的增长机会(请参阅“十年报告重点介绍了NIF对等离子科学的贡献。”) 报告中与LLNL工作有关的要点和建议包括: 即使在没有增长预算的情况下,也要重新启动IFE程序。 继续为与NNSA共同赞助的高能量密度实验室等离子体(HEDLP)计划提供强有力的资金支持。 在LLNL支持的SLAC国家加速器实验室中完成极端情况下物质(MEC)升级的设计和施工。 协调高强度激光研究计划(FES与其他联邦机构的合作)。 致力于开发由NIF&PS设计和开发的,类似于高重复频率高级PB激光系统的数兆瓦(万亿瓦)激光设备和美国的高重复频率高强度激光设备。先进的光子技术计划;HAPLS已于2017年6月交付给捷克共和国的Extreme Light Infrastructure Beamlines Facility。 强烈支持LaserNetUS,如果预算允许,可以进行积极的升级;LLNL的木星激光设备是LaserNetUS的成员,LaserNetUS致力于恢复美国的高强度激光研究 到2040年在美国建立一家聚变试点工厂。 强烈追求替代性和创新性融合概念。 最好与其他机构合作,建设和设计中型Z捏脉冲电源设施;LLNL目前正在桑迪亚国家实验室为Z机开发许多高级诊断程序。 为强大的公私合营计划提供支持。 “即使在预算不变的情况下,”报告负责人说,“做出了一定的准备,以确保以某种方式支持这些活动。无法建造新设施,但建议进行构思前的设计活动和技术开发。” 由能源部赞助的NASEM报告“将融合带入美国电网”描述了要使融合在2050年之前适时过渡到低碳经济中发挥作用所需要的科学和技术创新。NASEM计划要求进行试点到2028年进行电厂设计,并在2035年至2040年的时间范围内向电网增加聚变能。 报告说,几乎取之不尽的聚变能可以为美国电网提供清洁的,无碳的基准电力,在美国将其发电基础设施脱碳的过程中起着关键作用。聚变使用大量的氢燃料,不会产生长寿命或高水平的放射性废物。它本质上是安全的,并且是其他可再生能源的理想补充。