2023年被稱為“AI時代開啟元年”，在AI耀眼的光芒下，公眾往往忽略了2023年的其它科技成就，比如可控核聚變發(fā)電。

核聚變邁入新時代

2023年12月14日，Nature公布了2023年度十大科學(xué)人物榜單（Nature’s 10），旨在選出10位在本年度做出重大科學(xué)突破的學(xué)者。其中，美國國家點火裝置首席設(shè)計師、物理學(xué)家安妮·克里奇（Annie Kritcher）被稱為 Fusion igniter 聚變“點火者”。

2022年底，Annie幫助美國能源部下屬的國家點火裝置（National Ignition Facility，NIF）實現(xiàn)了數(shù)十年來全球?qū)嶒炇乙恢蔽茨苓_(dá)成的目標(biāo)：實現(xiàn)核聚變，產(chǎn)生多于反應(yīng)所消耗的能量，即輸入能量<輸出能量。

2023年4月，她還入榜了“2023年最具影響力的TIME100人名單”，入榜理由是“這位物理學(xué)家?guī)椭绹鴩尹c火裝置產(chǎn)生了曾經(jīng)只能在氫彈和恒星中看到的核反應(yīng)?！?/strong>

NIF將激光聚焦到一個金圓柱體上，

圓柱體上裝有一個充滿氫同位素的金剛石膠囊

“作為一名科學(xué)家，我認(rèn)為聚變能是不可避免的”，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的前科學(xué)家Pravesh Patel說，“問題在于我們希望它以多快的速度發(fā)揮作用，這取決于研發(fā)資金。

如果，我是說如果，人類真的實現(xiàn)了可控核聚變，那么風(fēng)電、光伏、水電和火電，這些能源是不是就沒有存在的必要了？

“十年之內(nèi)，核聚變商業(yè)化”

2023年5月10日，美國初創(chuàng)公司Helion宣布，將在5年內(nèi)啟動世界上第一座核聚變發(fā)電廠。絕大多數(shù)人可能并沒有聽說過這家公司，但它的風(fēng)險投資公司可是家喻戶曉，是的，正是開發(fā)了ChatGPT大模型和Sora文生視頻模型的OpenAI公司。

此外，加拿大General Fusion公司（GF）已經(jīng)著手建設(shè)一座核聚變示范站。這座示范站計劃于2025年開始運行，且在2030年后出售。

不只是這些公司和國家，俄羅斯、英國、德國、法國、日本和印度等國也對核聚變發(fā)電寄予了厚望，投入大量的研究資源研制出了各種可控核聚變裝置，并正在朝著商業(yè)化核聚變發(fā)電的方向持續(xù)探索。

中國的核聚變計劃

2023年12月6日，全球首座第四代核電站——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程正式投入商業(yè)運行。

2023年12月29日，由25家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體正式宣布成立。國務(wù)院國資委明確表示：可控核聚變領(lǐng)域為未來能源的唯一方向。我們并沒有找到官方的紅頭文件，不能確定這條消息的可靠性，但多家主流媒體均采用了這種說法。

關(guān)于某種資源的剩余壽命，有一個“永遠(yuǎn)50年”的笑話，小時候課本上寫，50年后煤炭將會被用完，但現(xiàn)在書上寫的時間還是50年。由于可控核聚變技術(shù)的難度，其應(yīng)用時間被一再推遲，它也有距離50年的說法。

不過，中國的可控核聚變可能真的要來了。眾所周知，中國科學(xué)家的表態(tài)通常極為嚴(yán)謹(jǐn)，在沒有充分把握的前提之下，絕不輕易妄下斷語。即使說了什么，也往往為自己留足余地。

中國的核聚變突破

在2019年央視《開講啦》節(jié)目中，北京航空航天大學(xué)物理科學(xué)與核能工程學(xué)院院長呂廣宏作了《聚變未來，你也可成鋼鐵俠》的演講，其中隱晦地使用一個說法：“有生之年”，核聚變好像離我們不遠(yuǎn)了。

鄭雪說，“基于目前聚變技術(shù)的發(fā)展情況”……技術(shù)是一個變量，通常是會不斷迭代進(jìn)步，積累經(jīng)驗越多，進(jìn)步越快；投入力量越大，向前突破的機會也就越大。所以，若把“20年”作為保守估計，那么，我們實際上已經(jīng)站在核聚變邊上了。

中國核聚變方案：三管齊下

中國的托克馬克“東方超環(huán)EAST”于2006年啟動，EAST是我國自行設(shè)計研制的世界上第一個“全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克”核聚變實驗裝置，已多次打破世界紀(jì)錄，如1.2億度101秒等離子體運行、1.6億度20秒等離子體運行、1056秒長脈沖高參數(shù)等離子體運行等。

“托克馬克Tokamak”是一種極為重要（并不是唯一）的可控核聚變裝置，它所提供的約束電磁場方式卻是實現(xiàn)可控核聚變的“金科玉律”。

另一家核聚變研究機構(gòu)——核工業(yè)西南物理研究院，旗下備受矚目的“中國環(huán)流三號”，在2023年8月實現(xiàn)了100萬安培等離子體電流下的高約束運行模式。12月14日，中國環(huán)流三號”面向全球開放，邀請全世界科學(xué)家來中國集智攻關(guān)，共同追逐“人造太陽”能源夢想。

2018年，又一種新型聚變堆設(shè)計方案在合肥開工，即“中國聚變工程研究堆”（CFETR）。在尺寸和工程參數(shù)上，CFETR更加大型化和復(fù)雜化，被稱為“下一代太陽”，它的關(guān)鍵設(shè)施被命名為“夸父”——“聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）”， 是迄今為止國際上最大、最先進(jìn)、最復(fù)雜的大型受控核聚變裝置，預(yù)計2025年全部建成。

中國的核聚變方案有并行的三條，幾乎可以確定的是，正是因為有了上面的技術(shù)突破，中國科學(xué)家才能自信地說出：我們距離可控核聚變只剩20年了。

傳統(tǒng)的新能源走到盡頭了嗎？

通過上面的介紹，似乎可控核聚變發(fā)電馬上就要實現(xiàn)了，那是不是意味著光伏，風(fēng)電和生物質(zhì)能等傳統(tǒng)的清潔可再生能源沒有存在的必要了呢？

根據(jù)業(yè)內(nèi)相關(guān)人士的推測，中國核聚變更有希望領(lǐng)先于全球合作項目，在 2040～2045 年開始進(jìn)行象征性地并網(wǎng)發(fā)電，然后就是全面商業(yè)應(yīng)用階段。也就是說，實現(xiàn)核聚變發(fā)電到商業(yè)化成熟應(yīng)用還有很長的一段路，當(dāng)前發(fā)展太陽能、風(fēng)能和水電仍然是非常必要的。

其次，風(fēng)電、光伏等能源涉及的人員非常龐大，國家不可能忽視就業(yè)問題。但是，大勢所趨，風(fēng)電光輝燦爛的日子可能撐不到2060年碳中和了。也許風(fēng)電是能源部現(xiàn)在的香餑餑，但一旦核聚變成功，風(fēng)電便會被打入冷宮。當(dāng)時代拋棄風(fēng)電的時候，連一聲再見都不會說。如果你今年30歲，至少在你退休之前，風(fēng)電這個飯碗還是有保障的，但如果你更年輕一點，那么在業(yè)余時間，你可能需要考慮輔修一個其它專業(yè)。