近年来,聚变能源作为实现可持续清洁能源的“圣杯”,吸引了全球科学界和各国政府的高度关注。以太阳为动力源,聚变反应释放的巨大能量如果能够被成功控制,便能为人类提供几乎无限且清洁的能源,解决能源危机与环境污染两大难题。面对如此诱人的前景,英国政府最新宣布将向其聚变能源研究项目投入高达25亿英镑的资金,引发了广泛关注和热议。英国这笔巨额投资聚焦于被称作“能源生产用球形托卡马克”(STEP)的聚变项目,该项目计划在诺丁汉郡一座废弃煤电厂旧址上建设。STEP项目选用的球形托卡马克技术不同于传统的环形托卡马克,采用更紧凑的“苹果芯形”等离子体设计,据称效率更高、成本更低,且稳定性也有所提高。托卡马克的基本原理是通过强力磁场约束超高温的离子化气体等离子体,使氘氚等轻核发生聚变反应,从而释放巨大能量。
聚变能量被认为是人类未来能源转型的理想选择,因为它燃料资源丰富(氘、氚来源广泛),几乎无碳排放,同时能量密度极高,且产生的放射性废物远低于传统核裂变能。尽管如此,聚变能源实现商业化运营仍不足为外人道,因其对技术难度、材料科学以及工程实现的要求极其严苛。英国政府在2022年已为STEP项目注入2.2亿英镑资金,主要用于概念设计、组织发展、选址以及相关法规审批工作。如今追加的25亿英镑资金,是第一次资金的十倍以上。这显现了英国对聚变研发的长期战略决心,也将推动项目进入更加深入的规划和技术开发阶段。可是,STEP项目的推进速度却饱受质疑。
根据目前公开的信息,过往一年多的时间里该项目仍处于准备建设的早期阶段,正对未来核聚变站的场地进行拆迁和环境勘察,远未实现燃料聚变和能量正产出。官方资料显示,STEP项目分为三大阶段,第一阶段覆盖设计概念敲定和取得各种许可,据称该阶段已于去年结束。第二阶段则涉及规划同意、研发程序及技术示范,包括与工业界合作生产系统部件和新型高温超导磁体的开发,计划大规模建设于2030年代开始,最终目标是在2040年左右实现至少100兆瓦净能量输出以及商业运营。英国工业聚变解决方案公司负责人表示,尽管存在公众对项目进展缓慢的担忧,但STEP仍依预算和进度执行,甚至存在技术创新推动进度加快的可能。值得注意的是,尽管媒体报道中的25亿英镑资金多与STEP联系紧密,但实际上还包含分配给英国原子能机构与其他相关研发单位的部分资源,并非全部直接流入STEP项目。这笔资金被视为长期研发经费的一部分,而非全新追加投资。
纵观全球,英国并非唯一积极投入当代聚变能源研发的国家。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(NIF)在2022年实现了聚变点火——即反应自持燃烧前进产出能量超过激发能,但由于整体能耗巨大仍未盈利。中国在2025年也曾创造用托卡马克设备运行近18分钟等离子体的纪录,虽未公布具体温度和净产能表现,但显示了技术进步的趋势。受全球能源转型与气候压力影响,长期看聚变能源意义非凡。承载着实现能源安全、避免极端气候变化的梦想,聚变产业吸引着大量科研资源和资本流入。然而不可忽视的是,聚变技术仍处于实验室及示范阶段,商业化还面临极多挑战。
资金投入大幅提升有助于推进基础设施建设及技术研发,但同时社会公众和政策制定者也必须理性预期,不应盲目乐观。英国政府的巨额资金投入体现了对未来能源科技创新的战略选择,也映射出通过技术突破实现经济绿色转型的雄心壮志。STEP项目的具体成效有待未来几年内逐步显现,科学界的持续研发努力和技术进展将是关键。与此同时,聚变能源产业需更完善的监管支持、跨行业合作以及公众沟通,从而最大程度释放潜力。总的来看,英国对聚变能源的投入既意味着科技未来的巨大可能,也暗示着风险与不确定。聚变这道能让太阳照耀地球的谜题,有望开启清洁能源新时代,但仍需耐心与智慧去破解。
只有时间能揭晓这一梦想何时会变成现实的答案。