無限能源爭霸戰 中美駁火核融合
工商時報 李書良 2022.12.21
圖／美聯社

FacebookLineTelegramTwitterWeChatPrintFriendly美國先馳得點
LLNL首度完成可控制核融合實驗
近日，美國勞倫斯利佛莫爾國家實驗室（LLNL）透過「國家點火設施」（NIF）首次完成可控制的核融合實驗，即從核融合實驗中產出的能量首度高於輸入的能量。這項人類堅持數十年、投入龐大財力與人力的科研項目，終於獲得重大突破，讓未來全球的國防與清潔能源事業的道路有了更多發展選項，因此消息傳出震動各界。
核融合反應與太陽和其他恆星釋放能量的原理相同，二戰之後，全球的科學家夢想在地球上打造出「人造太陽」，利用近乎無窮盡的乾淨能源來做為實現供電的終極方案，以解決能源緊張、環境污染等問題。但迄今還沒有那個國家與團隊達成發電量超過耗能這個目標，除了相關計畫投資額巨大之外，科技上的問題：如何從理論延伸到實際成果更是一大挑戰。
陸太陽能、風能成果亮眼
氫能、核能是下一個攻關目標
其實，除了美國之外，包括中國、俄羅斯、歐盟、日本、印度等國，都曾在漫長時間裡為核融合實驗投注龐大心力，美國先馳得點對各國來說既是激勵，也是產生警惕的挑戰。特別是這幾年在科技領域被美國壓著打的中國，近年在太陽能、風能等領域取得一定成果後，氫能與核能正是接下來亟欲迎頭趕上的攻關目標。
中國1950年代在錢三強、李正武等科學家建議下，開始進行核融合研究，1958年核工業西南物理研究院（簡稱核西物研，隸屬中國核工業集團）建院後，先後推動脈衝磁鏡、仿星器、超導磁鏡與托卡馬克等多種類型的核融合研究裝置。中國改革開放後這些年來，無論是提出「科教興國」、「中國製造2025」等科技口號，核工業始終是發展重點。
另一方面，中國也積極參與國際間的核融合項目研究，並在2006年與美國、歐盟、俄羅斯、日本、韓國和印度共同簽署「國際熱核融合實驗反應爐」（ITER）項目啟動協定，這讓中國核工業技術從過去的追隨者，開始具有與各國並駕齊驅的能力，部分技術甚至可達到國際水準。例如，ITER中絕大部分涉及核部件的研製任務，皆由中國核西物研所承擔。
中國新一代人造太陽有進展
向「點火」階段邁出重要一步
在美國近日宣布自家取得的核融合實驗成果前，今年10月底，中核集團核西物研團隊宣布，中國新一代「人造太陽」研究取得突破性進展，HL-2M等離子體電流突破1兆安培，創下中國可控核融合裝置的運作新紀錄，象徵中國核融合研發距離「點火」階段邁出重要一步。這也是中國目前規模最大、參數能力最高的磁約束核融合實驗研究裝置。
在各國競爭下，這除了說明中國核融合研發技術已位居世界領先地位外，中國官方與媒體特別強調，該裝置的核心組件全都是由中國所自主設計製造，意謂著不同於5G通訊、半導體，將不會受制於任何國家。
當然，美國的這次的重大突破，並不是說核融合技術很快就能運用到發電等實際領域，除了核融合實驗中的能量將如何轉化為電能外，實驗室裡的相關設備價格昂貴，發電成本可能會是現有發電技術的百倍或千倍，加上點火裝置有一個體育場那麼大，尚無法進行商業化開發。就連美國LLNL的負責專家都表示，「只要有足夠的投資，幾十年的研究就可以讓我們有能力建造一座發電廠。」
新能源競賽輸不得
技術輸出成擴增國際影響力手段
當然，在各國「你追我趕」的爭相投入這場高強度、高支出的新能源競賽下，或許幾十年的時間會有所縮短，畢竟能宰制未來全球的能源格局，對中美來說都是輸不得的戰爭。中方自中共總書記習近平上任以來，對核工業發展尤為支持，並曾前往有關的核融合項目視察。甚至如同高鐵、光纖等新基建一樣，中國也將核融合技術的對外輸出，作為擴增國際影響力的手段。
今年11月剛在泰國舉行的APEC領袖峰會上，中國政府即承諾向泰國交付「先進實驗超導托卡馬克核融合實驗裝置」（EAST，又名東方超環）。這是座可以創造和發射高溫等離子體、模擬核融合反應的實驗裝置。目前已在安徽合肥進行拆解包裝，將於2023年1月初抵達泰國，並有三組共計60人的中國團隊前往當地支援組裝、調整與測試工作，以確保同年3月下旬東方超環的正常運作。
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