核融合點燃能源革命

2024 年，核融合技術將終於實現從基礎研究到商業應用的轉型。其原因在於首批商業核融合示範裝置的建設與完工。這些尖端設施的規模比核融合電廠小。例如，雷射核融合示範裝置可能僅使用 5 到 10 條雷射束，而商業電廠則可能使用數百條。然而，它們扮演著至關重要的角色——證明核融合技術能在小規模下運作，為建設大型核融合電廠鋪平道路。在 2024 年，它們將致力於此，開始建造最終能達成「能量增益」這一難得目標的裝置——換句話說，其輸出的能量將超過啟動核融合過程所需的能量。達成這一里程碑是應對全球急劇增長的能源需求的關鍵一步，因為核融合能源具有提供豐富、無碳電力來源的潛力。

2022 年，加州國家點火設施（NIF）的研究人員首次在實驗中證明，核融合過程確實可以產生淨能量增益。該實驗利用高功率雷射將能量投射到一個微小的燃料靶丸上——一個裝有冷凍氘和氚的毫米級膠囊——從而創造出發生核融合的條件。雷射向目標傳遞了 2.05 百萬焦耳（megajoules）的能量，最終產生了 3.1 百萬焦耳的核融合能量。這是一項科學實驗——與核融合示範裝置不同，NIF 的設計並非為了像電廠那樣持續運作。然而，由於這項科學突破，核融合在近幾個月吸引了研究界、政界和投資者的極大關注。

美國、英國、日本、德國等國已制定了國家核融合戰略，以推進該技術的研究與測試。目前，美國和英國在競爭中處於領先地位：美國能源部每年撥款約 14 億美元資助核融合研究，並鼓勵私營企業加速商業化。英國同樣透過建立由大學和企業結合專業知識的核融合集群，來促進公私夥伴關係。知名投資者也意識到了核融合技術的機遇，過去兩年已有超過 50 億美元的私人資本流入核融合公司。

這些舉措正開花結果：全球多家核融合公司，包括 Commonwealth Fusion Systems、Helion Energy 和 General Fusion，已宣布計劃於 2024 年開始建設設施，以展示其技術方案。根據核融合工業協會（Fusion Industry Association）的最新報告，超過半數的核融合公司相信，核融合能源將在 2030 年代輸送至公共電網。2023 年 5 月，微軟與 Helion Energy 簽署了購電協議，以確保在 2028 年前獲得核融合發電的供應。2023 年 8 月，Marvel Fusion（一家由我共同創立的核融合能源公司）宣布與科羅拉多州立大學建立價值 1.5 億美元的合作夥伴關係，這是迄今為止規模最大的公私合作項目，旨在建造全球唯一專為商業雷射核融合技術量身定制的雷射設施，以及全球最強大的短脈衝雷射系統。隨著這些進展與承諾的落實，2024 年將證明核融合不再是遙不可及的夢想，而是可以實現的清潔與永續能源未來。