2.22. 阿尔万德 (伊朗原子能组织,伊朗伊斯兰共和国) ...................................................................................... 40 2.22.1. 简介 ...................................................................................................... 40 2.22.2. 目的 ...................................................................................................... 40 2.22.3. 主要特点 ............................................................................................. 40 2.23. 达马万德 (伊朗原子能组织,伊朗伊斯兰共和国) ............................................................................. 41 2.23.1. 简介 ...................................................................................................... 41 2.23.2. 目的 ...................................................................................................... 41 2.23.3. 主要特点 ............................................................................................. 41 2.24. IR-T1 (伊朗伊斯兰共和国伊斯兰阿扎德大学) ...................................................................................................... 42 2.24.1. 简介 ...................................................................................................... 42 2.24.2. 目的 ...................................................................................................... 42 2.24.3. 主要特点 ............................................................................................. 42 2.25. DTT (意大利 ENEA) ............................................................................................. 43 2.25.1. 简介 ...................................................................................................... 43 2.25.2. 目的 ...................................................................................................... 43 2.25.3. 主要特点 ............................................................................................. 43 2.26. FTU (意大利 ENEA) ............................................................................................. 44 2.26.1. 简介 ...................................................................................................... 44 2.26.2. 目的 ...................................................................................................... 44 2.26.3.主要特点 ................................................................................................ 44 2.27. LATE(日本京都大学) ...................................................................... 45 2.27.1. 简介 ................................................................................................ 45 2.27.2. 目的 ................................................................................................ 45 2.27.3. 主要特点 ............................................................................................. 45 2.28. PLATO(日本九州大学) ...................................................................... 46 2.28.1. 简介 ................................................................................................ 46 2.28.2. 目的 ............................................................................................................................. 46 2.28.3. 主要特点 .............................................................................. 46 2.29. QUEST(日本九州大学) .............................................................. 47 2.29.1. 简介 .............................................................................................. 47 2.29.2. 目的 .............................................................................................. 47 2.29.3. 主要特点 ...................................................................................... 47 2.30. HYBTOK-II(日本名古屋大学) ............................................. 48 2.30.1. 简介 .............................................................................................. 48 2.30.2. 目的 .............................................................................................. 48 2.30.3. 主要特点 ...................................................................................... 48 2.31. TOKASTAR-2(日本名古屋大学) ............................................. 49 2.31.1. 简介 .............................................................................................. 49 2.31.2.目的 ................................................................................................ 49 2.31.3. 主要特点 ...................................................................................... 49 2.32. JT-60SA(日本国立量子放射科学技术研究所) ........................................ 50 2.32.1. 简介 ............................................................................................. 50 2.32.2. 目的 ............................................................................................. 50 2.32.3. 主要特点 ............................................................................................. 50 2.33. TST-2(日本东京大学) ............................................................. 51 2.33.1. 简介 ............................................................................................. 51 2.33.2. 目的 ............................................................................................. 51........................................................................... 48 2.31. TOKASTAR-2(日本名古屋大学) .............................................. 49 2.31.1. 简介 .............................................................................................. 49 2.31.2. 目的 .............................................................................................. 49 2.31.3. 主要特点 ...................................................................................... 49 2.32. JT-60SA(日本国立量子放射科学技术研究所) ............................................. 50 2.32.1. 简介 ............................................................................................. 50 2.32.2. 目的 ............................................................................................. 50 2.32.3. 主要特点 ............................................................................................. 50 2.33. TST-2(日本东京大学) ............................................................. 51 2.33.1. 2.33.2. 简介 ................................................................................................ 51 2.33.2. 目的 .............................................................................................. 51........................................................................... 48 2.31. TOKASTAR-2(日本名古屋大学) .............................................. 49 2.31.1. 简介 .............................................................................................. 49 2.31.2. 目的 .............................................................................................. 49 2.31.3. 主要特点 ...................................................................................... 49 2.32. JT-60SA(日本国立量子放射科学技术研究所) ............................................. 50 2.32.1. 简介 ............................................................................................. 50 2.32.2. 目的 ............................................................................................. 50 2.32.3. 主要特点 ............................................................................................. 50 2.33. TST-2(日本东京大学) ............................................................. 51 2.33.1. 2.33.2. 简介 ................................................................................................ 51 2.33.2. 目的 .............................................................................................. 51
私营核聚变公司累计获得超过 60 亿美元的股权投资,其中 80% 的投资投向了美国核聚变公司,这表明核聚变作为未来商业能源技术具有潜在的上升空间。虽然私营部门更多地参与核聚变研发的趋势在美国最为明显,但这是一个强劲增长的全球趋势,股权投资对象包括加拿大、英国、日本、欧盟、中国等地的公司。核聚变已成为一场全球竞赛。认识到这一不断变化的形势以及与不断发展的核聚变私营部门建立伙伴关系的新机会,2022 年 3 月,白宫科技政策办公室 (OSTP) 和能源部 (DOE) 共同主办了首届白宫核聚变峰会,主题是制定一个大胆的十年愿景,以加速核聚变能源研发,实现具有商业意义的核聚变
日本将核聚变能视为新兴产业,不会错过参与全球核聚变供应链竞争的机会。 除了后续的ITER项目/BA活动、DEMO开发外,日本还将通过商业化等多方面加速核聚变能的实现。 日本将成立核聚变产业委员会,支持初创企业等的研发,就安全法规进行讨论,加强对新兴技术的支持,开展教育项目等。
该战略详细介绍了我们将实施的新计划,以确保英国核聚变行业的光明未来,这些计划是英国替代欧洲原子能共同体研发计划“核聚变未来”的一部分。该计划包括新功能,例如新的核聚变燃料循环设施、对核聚变研发和工程公司的增强支持以及用于发展工程和科学技能的专项资金。我们将继续高度重视与全球合作伙伴的关系,包括与欧盟和国际热核聚变实验堆 (ITER) 的关系,分享学习成果并利用英国独特的经验推动英国和全球的核聚变发展。
[ 执行摘要 ] 为了协调和吸引社区参与核聚变能源的巨大潜力,广泛的利益相关者聚集在一起,组成了一个由学术界、工业界(成熟和初创)、国家实验室和社区组织组成的联盟,致力于将核聚变变为现实。我们赞赏美国能源部为核聚变技术建立公私联盟框架 (PPCF) 的努力,我们很高兴能为这一协调一致的响应做出贡献。我们对 PPCF 的愿景是建立区域核聚变技术园区,这些园区最初将容纳越来越多的中小型试验台,然后逐步建立更大规模、更综合的设施。这种方法将利用现有的核聚变设施和资源,同时积极促进劳动力发展和创造就业机会。
然而,要实现商业化核聚变,必须克服若干挑战,利益相关方对这一时间表的预测从 10 年到几十年不等。一个关键的科学挑战是等离子体的物理学,即核聚变所需的物质状态。研究人员并不完全了解燃烧等离子体的行为,那些主要热源是核聚变反应本身而不是外部来源的等离子体。研究人员在这个领域取得了进展,但缺乏足够的实验数据来验证他们的模拟。一个关键的工程挑战是开发出能够承受核聚变条件数十年的材料,如极热和中子损伤,而目前还没有可以对材料进行全面测试的设施。更一般地说,从核聚变中提取能量以提供经济的电力来源的任务提出了几个复杂的系统工程问题,尚未解决。
摘要 我们分析并综合了许多相关的近期研究和报告,研究了核聚变能源的潜在早期市场及其预计的成本目标。为了向那些希望在 2040 年前实现商业部署的雄心勃勃的核聚变开发商提供指导,我们根据当今的市场价格研究了核聚变发电、工艺用热和制氢的成本要求,但根据 2035 年的可能情景做出了各种调整,例如“一切照旧”、可再生能源渗透率高以及碳定价高达 100 美元/吨二氧化碳。关键发现是,核聚变开发商应考虑最初关注高价的全球电力市场,并考虑根据技术经济因素包括综合热存储,以最大化收入并在可再生能源渗透率高的市场中竞争。工艺用热和制氢将是核聚变的早期艰难市场,但随着市场的发展以及核聚变的平准化电力成本降至 50 美元/兆瓦时以下,核聚变可能会打开大门。最后,我们讨论了核聚变工厂通过热电联产(例如海水淡化、直接空气捕获或区域供热)增加收入和降低资本成本(例如通过最大限度地减少建设时间和利息或改造燃煤电厂)的潜在方法。
60 多年来,国际原子能机构一直在推动聚变能源的研究和开发,并通过将聚变社区聚集在一起,为科学和技术挑战创造解决方案,继续大力支持研究和开发以及未来的部署。近年来,国际原子能机构在多学科努力中增加了聚变活动。这包括以整体方式处理聚变能源设施,在适用的情况下将成功的裂变能源发电厂的最佳实践和经验教训融入实现聚变能源生产的努力中。聚变科学研究和技术——包括等离子体和材料科学、基本聚变过程数据、监管框架、许可、核安全、核废料管理、核责任问题以及核聚变设施的经济方面——涵盖国际原子能机构的所有技术部门和组织单位。国际原子能机构的核聚变相关计划活动由其 2019 年成立的内部跨领域核聚变协调委员会负责协调。国际核聚变研究理事会和国际原子能机构常设咨询小组就国际原子能机构开展的一系列关键活动提供建议,以加强国际核聚变研究和技术开发合作并提高目前的技术水平。■
过去几十年的深入研究已将核聚变领域推向了建造能够产生净能量的大型实验系统,目标是建造和运行用于发电和工艺热应用的核聚变动力系统。该领域已发展到最近在美国国家点火装置 (NIF)(一种激光驱动的惯性约束设施)中展示净发电量。正在建造的其他系统(如磁约束国际热核实验反应堆 (ITER))也配置为展示净发电能力。这些项目以及其他等离子体科学和等离子体约束方面的进步使几家私营和公共资助的公司能够开发用于近期商业发电的发电核聚变系统。