寻求清洁能源最终能否帮助解决气候危机?

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加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们已经设法从核聚变反应中获得比他们为触发核聚变反应所投入的更多的能量,美国能源部 公布 周二,一项重大突破专家告诉 “福布斯” 这是朝着开发近乎无限的清洁能源迈出的一大步,这可能还需要几十年的时间,而且为时已晚,无法解决应对气候变化的最紧迫问题。

关键解说

几十年来,科学家们一直关注核聚变——一种将氢和氦等较轻元素结合成较重元素并释放能量的恒星动力过程——但由于引发聚变反应所需的能量密集型条件,一直难以实现净能量增益。

加州大学洛杉矶分校的等离子体物理学家 Troy Carter 表示,实现净能量增益是聚变研究的一个“巨大里程碑”,并“为实际聚变能铺平了道路” “福布斯”.

密歇根大学核工程教授托德艾伦解释说,开发一种可以利用聚变的机器将为我们提供“重要的新清洁能源”,尽管他指出这将需要数年时间,因为存在“一些重大挑战”像保持反应持续很长时间并以经济实惠的方式获取能量一样加以解决。

曼彻斯特大学核聚变研究员 Aneeqa Khan 赞扬了“有希望和令人兴奋的结果”,但告诉 “福布斯” 它没有考虑运行包含聚变反应的激光器所需的能量或过程中的其他低效率或损失,所有这些在设计可行的商业工厂时都必须考虑在内。

“我们离商业核聚变还有很长的路要走,”汗说,这意味着核聚变“现在无法帮助我们应对气候危机。”

伦敦帝国理工学院格兰瑟姆气候变化与环境研究所高级研究员 Ajay Gambhir 表示同意,他告诉 “福布斯” 从历史上看,发电技术“从实验室规模的突破到商业化需要几十年的时间”,而核聚变的商业收支平衡“可能还需要几年时间”,超过了分析表明发电应该脱碳的时间点。

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美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置的科学家们于 5 月 XNUMX 日实现了聚变点火 公布 星期二,标志着历史上第一次受控聚变实验产生的能量超过了触发它所用的能量。 “简而言之,这是 21 世纪最令人印象深刻的科学壮举之一,”能源部长詹妮弗格兰霍姆周二表示,称这一发展将通过提高美国的核能力来“加强我们的国家安全”,并“使我们更接近零碳丰富的聚变能源为我们的社会提供动力的可能性。”

魂斗罗

将聚变发展为一种能源所涉及的时间尺度太大,无法帮助解决最紧迫的气候问题,这涉及立即减少碳排放。 “聚变已经来不及应对气候危机了,”汗告诉 福布斯。 “我们已经在全球范围内面临气候变化带来的破坏,看看巴基斯坦的洪水、中国和欧洲今年夏天的干旱。” 专家警告说,解决这些问题不能等上几年或几十年才开始减少碳排放,Gambhir 说,对到 2050 年实现净零排放的多项分析表明,到 2040 年左右,全球电力将完全脱碳。Khan 强调,重要的是同时拥有长期和短期- 长期战略,并补充说我们应该利用现有的低碳技术,如核裂变和可再生能源,同时“长期投资于核聚变”。

我们不知道的

融合需要多长时间。 几十年来,聚变离我们只有几年的时间,这在该领域一直是一个长期流传的笑话。 所有的专家 “福布斯” 采访强调了这一发现的重要性,但强调了使聚变可行的主要技术和科学挑战。 艾伦,谁告诉 “福布斯” 在评估核聚变何时准备就绪时,他不是一个好的预测者,他说他猜这“还需要几十年”。 他补充说,大量的私人和公共资金可以更快地推动这一进程。 卡特告诉 “福布斯” 更重要的是谈论“投资和创新的意愿”而不是时间,指出最近白宫的举措促进了融合和该部门的大量私人投资。 他补充说,一些举措旨在开发十年或更短时间内规模的试点工厂。

关键背景

几十年来,科学家们一直在研究核聚变,将其视为一种潜在的丰富绿色能源。 它被认为是绿色的,因为它不排放碳,尽管它仍然会产生废物——一些副产品具有放射性——这是可控的,而且比核裂变产生的危险要小得多。 由于使用了丰富的燃料,它提供了几乎无限的能源供应——主要燃料是在海水中发现的一种重质氢——卡特说,如果不这样做,“如果不这样做,它可以为地球提供数十万年的足够能源”数百万年。”

延伸阅读

核聚变为恒星提供动力。 它有一天能使地球通电吗? (国家地理)

美国科学家在聚变能源方面的突破提升了清洁能源的希望 (金融时报)

来源:https://www.forbes.com/sites/roberthart/2022/12/13/nuclear-fusion-breakthrough-can-the-quest-for-clean-energy-finally-help-tackle-the-climate-危机/