'夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?'

核聚變 經濟 能源 科普愛好者2019 2019-07-16
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人類投入了大量資源、資金去研製的“永遠五十年”可控核聚變,假如真在五十年後成功了,世界會發生什麼變化,真的電力會便宜到接近免費嗎?

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人類投入了大量資源、資金去研製的“永遠五十年”可控核聚變,假如真在五十年後成功了,世界會發生什麼變化,真的電力會便宜到接近免費嗎?

夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?

這就涉及到商業投資回報率問題了,現在世界上各種發電站的建設成本大概是:火電站3500元/KW,水電站9000元/KW,核裂變電站12000元(不同電站類型的大概建設成本,實際各電站成本差異較大),燃料費大概是:火電站300克左右標準煤/KWH(約0.12-0.18元),水電無燃料費,核電大概是火電站1/3,,約0.04-0.06元/KWH。

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人類投入了大量資源、資金去研製的“永遠五十年”可控核聚變,假如真在五十年後成功了,世界會發生什麼變化,真的電力會便宜到接近免費嗎?

夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?

這就涉及到商業投資回報率問題了,現在世界上各種發電站的建設成本大概是:火電站3500元/KW,水電站9000元/KW,核裂變電站12000元(不同電站類型的大概建設成本,實際各電站成本差異較大),燃料費大概是:火電站300克左右標準煤/KWH(約0.12-0.18元),水電無燃料費,核電大概是火電站1/3,,約0.04-0.06元/KWH。

夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?

因為現在世界沒有商用的核聚變電站,以現在最大最先進的ITER(國際熱核聚變實驗堆)為例,設計功率50萬千瓦,目前已經花了100多億歐元,預計到2035年正式運行時,總費用將達到200億歐元以上。如果ITER成功後,建設同樣功率的商業核電站,要是按照ITER最初的50億歐元成本計算,其建設成本為1萬歐元/KW;按照ITER實際成本,其建設成本將高達4萬歐元/KW,合人民幣7.5-30萬/KW,是火電站建設的20-80倍,核裂變電站的6-25倍。這還不算燃料費,核聚變所需的氘氚中,氘在地球上儲量非常豐富,也就是科普文中所說的“一升海水中含有的氘聚變後產生300升汽油的能量”,但是氚卻是世界上最貴的東西之一。氚在自然界幾乎沒有,靠在裂變反應堆裡製取,價格高達上億美元/公斤(目前還不清楚在聚變堆中用Li6製取氚能否使氚自持,即生成的抵得上消耗的氚)。就算可以氚自持,不考慮聚變燃料費(實際可能很高),在核聚變電站的整個壽命週期中(現在國際裂變電站通過延壽可以達到60年),單是建設費用,就已經超過了其他類型電站(火電、水電、核電)幾十年壽命週期的建設、燃料、運營等費用之和,所以從商業角度來說,現有技術搞出的聚變電站發電成本會很高,沒有經濟價值。

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人類投入了大量資源、資金去研製的“永遠五十年”可控核聚變,假如真在五十年後成功了,世界會發生什麼變化,真的電力會便宜到接近免費嗎?

夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?

這就涉及到商業投資回報率問題了,現在世界上各種發電站的建設成本大概是:火電站3500元/KW,水電站9000元/KW,核裂變電站12000元(不同電站類型的大概建設成本,實際各電站成本差異較大),燃料費大概是:火電站300克左右標準煤/KWH(約0.12-0.18元),水電無燃料費,核電大概是火電站1/3,,約0.04-0.06元/KWH。

夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?

因為現在世界沒有商用的核聚變電站,以現在最大最先進的ITER(國際熱核聚變實驗堆)為例,設計功率50萬千瓦,目前已經花了100多億歐元,預計到2035年正式運行時,總費用將達到200億歐元以上。如果ITER成功後,建設同樣功率的商業核電站,要是按照ITER最初的50億歐元成本計算,其建設成本為1萬歐元/KW;按照ITER實際成本,其建設成本將高達4萬歐元/KW,合人民幣7.5-30萬/KW,是火電站建設的20-80倍,核裂變電站的6-25倍。這還不算燃料費,核聚變所需的氘氚中,氘在地球上儲量非常豐富,也就是科普文中所說的“一升海水中含有的氘聚變後產生300升汽油的能量”,但是氚卻是世界上最貴的東西之一。氚在自然界幾乎沒有,靠在裂變反應堆裡製取,價格高達上億美元/公斤(目前還不清楚在聚變堆中用Li6製取氚能否使氚自持,即生成的抵得上消耗的氚)。就算可以氚自持,不考慮聚變燃料費(實際可能很高),在核聚變電站的整個壽命週期中(現在國際裂變電站通過延壽可以達到60年),單是建設費用,就已經超過了其他類型電站(火電、水電、核電)幾十年壽命週期的建設、燃料、運營等費用之和,所以從商業角度來說,現有技術搞出的聚變電站發電成本會很高,沒有經濟價值。

夢寐以求的核聚變成功後,電力會便宜到接近免費嗎?

建設中的ITER

既然經濟上不合算,那人類花了如此大的資源去搞核聚變為了什麼,是為了人類的未來,在石化、核裂變燃料耗盡後,聚變是我們人類的希望。就像前蘇聯物理學家、託卡馬克之父Lev Artsimovich說過一句至理名言:“只有當全人類都需要的時候,聚變的能源才會變成現實吧。”

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