若可控核聚變研究成功,電費會多少錢一度?幾分錢還是不要錢了?

2022年10月04日23:37:48 科學 1250

世界上正在研究可控核聚變技術,以低成本高產出的特點受到科學界的青睞。

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氘氚核聚變示意圖

如果研究成功,電費會多少錢一度?價格低到幾分錢?或者一毛錢都不要了?

核聚變有害?

在核研究進程深入的當今時代,人們往往是「談核色變」,以蘇聯為例,切爾諾貝利事件直接性地危及到了幾十萬人,導致了當地人的癌症患有率居高不下。

進入到21世紀之後,日本又出現了核電站泄漏事件,大片的海洋遭到核廢水污染。

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」核「之一字至今讓人談之色變

幾十年間,核工業逐漸變為了人們詬病的對象,如今又出現了所謂的核聚變技術,自然不得人心。

實際上,以前的核工業泄漏事件都是核裂變技術引發的後果,與核聚變沒有關係。

相反,核聚變是一種完全清潔且無害的能源。

核聚變的基本原理是,一個較重的核和一個較輕的核融合在一起,這一過程會爆發出強大的能量。

比如,兩個氘原子聚合的中子,在於氦-3的融合反應過程當中,就產生了核聚變。

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核聚變反應原理

核聚變雖然能夠爆發出強大的能量,但是本身的聚變反應穩定,物質的半衰期短,即便是發生核泄漏之後,造成的危害也比核裂變要小很多。

在理論上,核聚變發生泄漏之後,最多只需要撤離泄漏中心一公里的範圍。

要知道,當初切爾諾貝利事件發生之後,蘇聯官方將周圍30公里的地方都封鎖了起來。

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可怕的核陰影

對比之下,核聚變要比核裂變清潔太多了,而且如果不維持對核聚變的約束,反應便會停止,也不會對環境造成持續的危害。

很多人不相信,帶有一個核字的能源會如此清潔

但事實就是如此,比如宇宙當中光熱的主要來源——恆星,就是通過內部的核聚變方式產生的熱輻射

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恆星結構

人們在地球上天天吸收太陽的核聚變輻射,也不見得有事兒,要是幾天不見太陽,人們反而會覺得心裏不舒暢。

既然將核聚變吹得神乎其神,那麼,如果可控核聚變研製成功電費會降價嗎?

核聚變與電費

在討論這個問題之前,大家先來看一下核聚變在發電方面的能力有多強,自然就知道電費能不能降了。

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核聚變反應原理

30毫克的氘元素,通過核聚變能夠產生的能量相當於300升汽油全部燃燒的總量。

在地球當中,海水的氘元素含量最為豐富,一升海水就含有30克的氘,一立方公里的海水通過核聚變產生的能量,相當於地球上所有石油產生的總量。

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石油仍是工業血液

並且,根據科學家的初步估算,海水當中氘元素的含量在45萬億噸以上。

單憑這45萬億噸的氘,就可以供給人類使用幾百億年的時間,而太陽的壽命也不過100億年。

因此,對於人類來說,核聚變是一種取之不盡用之不竭的能源,等到幾億年之後,人類早已經開發出了更新更好用的能源。

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核反應堆

這個時候,人類究竟是否還在地球,都很難說得清楚。

從核聚變的各種優點來看,人類在未來能源領域似乎並不用擔心,而且電價甚至還有可能免費。

但實際上,哪有如此好的事情,可控核聚變用於發電的原材料成本固然不高,但是對技術的要求卻很苛刻,過程當中產生的成本也不菲。

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核聚變發電

如今人類能實現可控核聚變的方式只有兩種,一種利用磁力約束,促使可控核聚變的發生。

第一種方式需要建造一個強大的環形磁場裝置,早在1950年的時候,蘇聯就建造出了一個環形磁場裝置,但是裝置的運行需要穩定的能量增益因子,來控制不穩定的磁場裝置。

此後的17年內,蘇聯對能量因子的研究都未能取得成效。

1993年的時候,美國改進了能量增益因子在控制磁場上的穩定性,使人類向著可控核聚變又邁進了一步。

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核聚變發電原理

目前人類研究的穩定環形磁場裝置在實驗室當中的技術已經成熟,但是從未有過實踐。

專家根據目前的技術水平推測,人類想要建造一個穩定的環形磁場裝置,至少需要幾千億美元的建造費用。

這還只是初步估計,實際過程當中產生的費用可能更高,有可能達到幾萬億甚至是10萬億人民幣。

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核聚變反應堆

如此昂貴的造價,沒有哪個國家能夠輕易拿得出這筆錢,更何況沒有成功的前例,失敗反而風險也很高。

第二種可控核聚變需要超高溫度的着火點,來促進原子聚變反應。

如今激光技術能產生的最高溫度不過千萬攝氏度,而着火點的溫度起碼要幾十億攝氏度,可謂是任重而道遠。

一旦製造成功之後,為了能夠收回成本,電費的價格可能不會降低,反而會增長,至少在相當長的時間當中都不會降低。

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高壓電塔輸電

三峽水電站舉例,建造成功之後,每年的發電量達到了1000億千瓦時,緩解我國用電緊張的局面,但是大家看到電費在降嗎?隨着物價的增長,電費反而在增加。

但是,在收回成本之後很有可能會在一定程度上降低,因為我國是社會主義國家,國家發展成果由人民共享。

資本主義國家就很難說了,畢竟資本家們都是以賺錢為目的。

不過,再怎麼降電費,也不可能降到幾分錢,運營可控的核聚變反應,以及輸送電力的過程都是一筆不小的成本。

至於,免費,那就是更加不可能的事情了。

其實生活在中國,大家應該感到驕傲,因為中國的水電的價格在全世界範圍都是比較低的。

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三峽水電站大量產電拉低電價

2022年德國的電費達到了0.543歐元每度(摺合人民幣3.76元),法國電價次之只有2.86元人民幣每度。

再看擁有眾多核電站的日本,日本電力價格實行的是階梯電價,折算後的初始電力價格為每度1元人民幣,120度以上就要每度1.33人民幣,300度以上更是要每度1.5元。

此外日本還有個起步電價:14元人民幣,就算人家一個月沒用電,也得繳納這14元。

再看我國,我國的平均電價在0.8人民幣每度,在一些經濟較差的城市,階梯電價的起步價是0.5人民幣每度。

比起歐洲國家,我國的電力價格真的算是相當的便宜了。

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其實便宜的背後是國家財政在幫助民眾,盡量壓低電力價格,減少生活支出,在生活用水方面也是如此。

所以,電力不可能降到幾分錢,大家也應當理解和包容

可控核聚變的意義

可控核聚變最大的特色就是它的清潔性和可持續發展性,絕大部分的新能源,比如風能、水能等具有不可控因素

風能需要依靠太陽對大氣的受熱情況,而水能更是有枯竭的時候。

我國的許多河流都是依靠冰山融雪補給,在全球氣候變暖的情況下,冰山的融化速度超過凍結速度,冰雪儲存量減少,隨着時間的推移,河流水源也會越來越少,河流的水能價值將會大大減小。

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太陽能自然就不必多說了,完全是看太陽公公的臉色發電。

而可控核聚變是一項真正能夠讓人類自主掌握無盡能源的技術,被人們稱之為「人造太陽」。

我國在可控核聚變的發展上領先世界,EAST反應堆是世界上最先進的可控核聚變反應堆,相信EAST反應堆對帶領我國能源走向一個新的高度。

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