麦肯锡报告：能源挑战日益巨大，核聚变研发迎来转折点

·新能源10月18日 麦肯锡最近发布的一份报告预测，到2050年，全球电力消耗将会是目前的3倍。现在全球二氧化碳排放约有30%来自发电，如何达到零排放目标，这是人类未来几十年需要面对的挑战。

在现有的清洁电力中，最有前景的是风电、太阳能发电，到了2030年预计风电和光电会成为很多国家最便宜的电力。除此之外，地热或潮汐能也值得期待，只是它们的成本比风电、光电贵不少。

人类如果想实现可持续发展目标，最理想的能源可能还是核聚变。可惜，到目前为止核聚变机器在技术上还行不通，输入反应堆的能量比生成的能量还要高。

不过不要悲观，报告认为，在过去5年里核聚变研发已经触及转折点。

想实现核聚变发电难度很高，人类探索了60年，现在还没有找到可以适应市场的解决方案。最大的难题在于如何防止能量流失，正是因为这个原因，现在核聚变反应堆消耗的能量高于创造的能量。

核聚变发电如此难，为何麦肯锡却相信它走到转折点呢？有如下几个原因：

1、新技术让核聚变有了打破瓶颈的条件。

有了3D打印技术，人类可以打印出具有复杂几何形态的零部件，核聚变机器需要这样的零件，它们可以降低成本，而且可以让设计实现快速迭代。计算机技术突飞猛进，人类可以用代码模拟核聚变反应，预测核聚变机器的性能，不需要花费大量金钱制造庞大的实验设施。振动会导致能量从核心核聚变反应堆流失，最近几年振动控制技术不断在进步。

有了种种技术创新，核聚变正在快速进化。电动汽车发展100年原地踏步，但现在锂电池技术的进步让电动汽车腾飞。中国在2005-2008年实现低成本多晶硅太阳能电池板突破，使得太阳能发电在过去10年快速增长。也许核聚变也能上演奇迹。

2、核聚变研究方向发生了巨大变化，私人资本涌入。

在过去20年里，核聚变私人投资一直在增长，2021年的投资翻了近两倍。这些资金有的来自传统科技企业风险投资，有的来自能源企业战略投资。比如意大利埃尼集团、能源公司Equinor就投资了Commonwealth Fusion Systems。有个人投资，比如Y Combinator掌门人Sam Altman投资了Helion Energy。有政府投资，比如英国Innovation & Science Seed Fund投资了Tokamak Energy。

有了充足的资金，私营企业才能建造更大的核聚变组件，设计更接近完整尺寸的原型机。数据显示，2001-2005年时研究核聚变的私营企业只有1家，06-10年增至7家，2011年至2015年增至14家，2016年至2020年增至25家，2021年也是25家。

未来5-10年，核聚变将会迎来关键发展期，在未来5年里，我们或可看到一些突破。

首先，要让核聚变反应堆达到一定的温度和压力条件需要注入强大的能量，反应堆产生的能量能否超过注入的能量，这是一项关键指标。

其次，要证明组件的性能是合格的。高温超导磁体、等离子注入器、射频加热系统、新的容器壁材料都需要验证，如果在2025年前证明这些重要的子系统和组件是可行的，那么到在2030年左右时有可能建造原型核聚变电厂并运行。

最后就是建造电厂，证明它在经济上可行，2026年之前我们应该能看到至少一座原型电厂。

听起来美好，最后麦肯锡还是浇了一盆冷水。报告说：“技术还要继续发展，我们不能保证现有的核聚变概念最终会产生净能量。长久以来，我们一直在做着核聚变梦，但这一次的结果可能会有些不同。”

生成海报

免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。