距离我们商业融合发电机吗?

融合发电机有潜力创造大量的清洁和可再生能源。然而,尽管几十年的工作,重要的设计挑战阻止了商业规模的发展模式。

这种情况可能会开始改变。在过去的几年里,有一些突破,可能使我们比以往任何时候都更商业融合。

融合是什么发电机和他们是如何使用?

融合发电机,像大多数其他能源,产生能量用于加热水,产生蒸汽和旋转涡轮发电。什么使融合发电机有别于其他能源——主要是利用化学或物理过程——是他们使用核力量来产生电能。

融合发电机产生等离子体和限制在一个磁场,把大量的压力。这个过程导致较小的原子核,如氢同位素氚,融合成较大的,如氦原子。这个融合的过程产生大量的力量,也是太阳和其他恒星如何创造能量。

融合是其中一个干净的潜在能源,因为它使用氢能源和产生主要是氦,惰性气体,作为副产品。它还会创建额外的氢同位素放射性,但它们大都是反馈到聚变反应。这些副产品也相当短暂的相比核裂变产生的放射性废物植物和完全局限于发电厂。

项目可能会导致操作融合植物

一些重大挑战阻止商业规模聚变反应堆的创建。任何反应堆需要建立起来的材料,可以站起来的高温等离子体,这将需要保持在非常高的温度在巨大的压力下好几个月。融合所产生的辐射,而主要包含反应堆,也可以削弱植物随着时间的推移,需要额外的维护。

虽然突破融合是由一些规律性,他们倾向于显示,有很多关于融合的力量我们仍然不知道。

有几个项目在开发中,不过,可能解决这些挑战和启动操作融合发电机。ITER项目,在法国成立于2006年,将成为世界上最大的等离子体物理实验一旦启动并运行。这是2019年11月宣布的目标实现第一次等离子体完成65%以上。而组织计划在2025年达到这一目标,他们声称的能力仍然是高危时间。

ITER预计将产生最多500兆瓦的电力。这是关于平均火力发电厂的生产,但是超过140倍比平均风力发电机的输出功率,产生约3.5兆瓦。ITER项目的输出功率也会比这更一致的风力或太阳能电池阵列。

其他项目,像麻省理工学院的等离子体科学与融合中心商业规模的融合,也在研究路径。然而,ITER是最先进的,资金雄厚。美国能源部也提供了一个奖的3000万美元研究核聚变能源——为公司工作实际融合提供额外的资源。

最近的进步,像使用强大的永久磁铁,也可以帮助加快和简化融合发电机的发展。

融合,最终将重塑能源生产

我们仍多几十年远离商业规模的融合。如果成为可能,技术可以彻底改变能源生产。聚变能解决的一些主要问题的可再生能源,如当前的需要电网储能技术还不存在,可能并不实用。无论如何,这个电源的未来是光明的。