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聚变还要多少年?(4) 牢记使命

已有 1963 次阅读 2021-5-23 14:54 |个人分类:学海无涯|系统分类:科研笔记

 

前面说的,回答了两个问题:

(1)   为什么不等ITER?

(2)   美国人为什么不做?

 

但这都不直接关系我们研究聚变能源的主要目的。我们做什么事情,不是看别人做不做、做多快,而是要看我们是不是需要。

 

为什么要开发聚变能源?主要不是因为这是国际科技前沿(ITER计划)、更不是因为要和美国一较高低。主要还是因为我国经济、社会可持续发展的需要。这才是我们需要时时刻刻牢记的使命。

 

为什么?

 

因为能源是经济、社会可持续发展的必要条件。中外各国,无论处在什么发展阶段,都遵循一条规律:人均GDP基本上与人均能耗成正比。有数据为证:

 

                                             

 

图中横坐标是人均能耗,纵坐标是人均GDP;列出了从最大的到最小的、从最穷的到最富的几乎所有经济体:都集中在图中的红线(表征人均GDP与人均能耗成正比)附近。这告诉我们一个简单的道理:你想过好日子,就要消耗能源;想过多好的日子,就要消耗相应的能源。网上热久不衰的一段中科院院士与媒体记者的对话,说的就是这个简单道理。

 

那么,我们(人均GDP刚刚过万美元)要达到发达国家的人均GDP水平(大约4万美元的水平),人均能耗就要乘4。即使人口不增加,总能耗也要在现在的基础上翻两番(4倍)!这要增加多少碳排放?

 

大规模减少碳排放、在本世纪中叶实现碳中和,是我国可持续发展的需要,也是我们对人类社会可持续发展应做出的贡献。

 

过去几十年里,发达国家大规模减少碳排放主要靠核裂变能(目前占他们能源总量的20%左右)。我们现在有大约50个核电机组,核能只占总能源不到5%。想达到20%,还要乘以4(200个机组!)。这还是目前的能耗水平。达到发达国家的能耗水平需要多少个?

 

实际上,比照美国(总数99个)的人均核电机组数,我国大约需要450-500个核电机组。建在哪里?而且不说建在哪里,核(裂变)燃料从哪里来?

 

如果我们真建400-500个机组,核燃料消耗就差不多和目前世界总数差不多了。而我国核燃料储量只占全世界3.2%。储量最多的国家是哪一个?澳大利亚(占31%)。如果买他们的核燃料,你觉得容易吗?

 

发展绿色能源?非常必要,但不够:即使核能+其它清洁能源占到50%,其余的50%能耗产生的碳排放也远高于现在的水平。且即使只达到中等发达国家人均能耗水平,发展这么多清洁能源也需要几十年。我们的碳中和目标如何实现?

 

我们很可能别无选择——只有发展核聚变能源。考虑聚变能源研发、特别是大规模应用的时间尺度,我们必须早下决心、早做准备。

 

聚变还要多少年?很大程度上看需求的紧迫性。




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