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核聚变技术突破:资本主义的盈利动机如何阻碍清洁、无限的能源

我们星球的未来取决于从化石燃料到清洁能源的成功过渡——我们正同时间赛跑。气候学家估计未来五年全球气温超过工业化前水平 1.5 摄氏度的可能性为 50%。 最近,核聚变能(Nuclear Fusion)科技的一系列重大突破证明了这项利用同太阳能量产生过程一致的技术,可能可以作为一种取之不竭的零碳排放能源。然而可耻的是,在过去 50 年里,对这项技术的投资一直受到限制。为什么?因为它被认为是无利可图的。(按:本文原文发表于2023年1月31日。译者:洛西)


核聚变是为整个宇宙提供能量的过程。在极端温度下,氢原子核达到克服相互排斥所需的速度,并且实现聚变。当它们这样做时,它们会形成更重的氦原子核,同时释放出大量可用于发电的能量。

与核裂变(Nuclear Fission,传统核电站所使用的机制)不同的是,核聚变不会产生半衰期极长的放射性废物。同时,核聚变也不会如燃烧化石燃料一般释放碳到大气中。不仅如此,推动核聚变所需的关键成分就在我们身边:所需的氢同位素存在于你每天喝的一杯水中。 据估计,一小杯「重水」(聚变反应堆所需的富氘燃料)可为普通家庭提供 800 多年的电力。如果我们证明能够充分利用核聚变的可能性,世界将可以获得取之不竭且极其廉价的清洁能源。

几十年来,科学家们持续试图在地球上研究与建立聚变能。一个主要的挑战是开发一种能够获得净能量的反应堆——即产生比运行所需更多的能量。近年来,对这方面的研究取得了一些突破。2021 年,美国政府位于加利福尼亚州的国家点火装置 (NIF) 使用涉及 192 台雷射器的装置,聚焦于一个微小的燃料颗粒,非常接近获取净收益。

位于牛津的联合欧洲圆环 (JET) 设施使用不同的方法来实现封闭式聚变反应——它不是使用雷射将大量能量集中在一个微小区域,而是将热氢等离子体限制在一个环形磁阱中。 2022 年 5 月,它能够维持 5 秒的聚变反应,产生了创纪录的 59 MJ——足以煮沸约 60 个水壶的能量。

最近的一次在 2022 年 12 月,NIF 的科学家们实现了净能量增益——这是历史上第一次在受控聚变反应中实现。聚变反应产生了大约 3.15 MJ 的能量,大约是雷射器中 2.05 MJ 能量的150%,然而实验和技术竞赛仍在继续。 国际热核实验反应堆 (ITER) 将成为有史以来最大的「甜甜圈」反应堆,预计将于 2025 年投入使用。

突然之间,突破来得又快又多。 几十年来,核聚变技术一直被视为科幻小说的内容。 现在,用英国《金融时报》的话来说,问题是「何时,而不是是否」聚变能源在商业上可行。但在应对气候变化的竞赛中,这个「何时」问题的答案具有一定的意义。虽然这一最新突破被描述为一个里程碑,但科学家们估计若是要实现成功的商业化、民用化,聚变反应堆产生的能量必须是其消耗能量的 30 到 100 倍。

遥遥无期?

这些突破证明聚变是有效的,但我们还没有拥有这项了不起的技术的唯一原因,就是因为几十年来整个体制一直在系统性地剥夺它所需的资金。

1976 年,石油危机之后,美国能源研究与发展署根据对研究资金的某些假设,对开发具有商业可行性的聚变反应堆的前景进行了认真评估,预测表明商业可行性将在 1990 年有可能实现,而更加现实的报告表明2005 年将是转折点。 在维持支出水平的基础上(根据通货膨胀调整后的数字约为 10 亿美元),当时人们认为聚变可能永远无法实现。

通过国家点火设施的激光入口孔看到的目标燃料舱。//图片来源:Lawrence Livermore National Security通过国家点火设施的雷射入口孔看到的目标燃料舱。//图片来源:Lawrence Livermore National Security

然而,最终投资额仅仅达到该预测金额的一半。从 2011 年到 2021 年,美国政府每年对聚变技术研究的资助平均只有微不足道的 4.65 亿美元。即使是这最微不足道的数额也要被分散到国家点火装置等机构承担的其他任务,例如维护美国政府的巨大的核武器储备。然而显而易见的是,尽管资金匮乏,我们还是看到了这些最新进展。

那么,为什么研究一直处于缓慢状态?在资本主义体制下,研究投资不是基于需要,而是取决于老板们能否从中获利。资本家和他们的政府已经停止为聚变能研究提供资金,因为这在商业上毫无意义。建造和测试原型反应堆耗资数十亿美元,但如果该技术自行启动并运行,它将有望以廉价且丰富的方式生产能源,从而挤压整个能源行业的利润。作为英国原子能管理局的前任主席,沃尔特·马歇尔爵士 (Sir Walter Marshall) 在八十年代曾说道:

「总有一天我们从聚变反应堆中获得的能量与我们输入的能量一样多,总有一天我们输出的能量多于输入的能量;但是,永远不会有这样的时刻,我们需要投入的钱太多了。」

资本家因巨额的前期成本而不愿投资,他们将此与之后可能出现的非常便宜的能源进行权衡。 正如外交政策经济学专栏作家Adam Tooze在Podcast 「Ones and Tooze」中所说:

「在过去的 50 年里,我们在经济层面和政治层面对这组特定技术(与核能、裂变和聚变相关的技术)的体验一直发人深省。 总的来说,它们在许多层面上似乎既是非常不受欢迎的技术,在某些情况下,也是非常政治化的技术,而且在成本方面非常昂贵——不是在运营方面,而是在建设成本方面。因此,尽管解决我们需要在未来 20 到 30 年取得巨大进步的危机的现实能源战略不应排除这些技术,但它应该现实地衡量它们可以做出多少贡献。 在欧洲和美国,显然有维持现有能源产能的理由,但在成本爆炸性地不经济的情况下,很难看出投资新能源的理由。」

资本家们另有打算

尽管过去一年取得了成功,但许多人仍然认为聚变能源不可行,认为最好投资于现有的可再生能源(尽管这些能源并非都像人们认为的那样「绿色」)。 但归根结底,本质上的原因是可再生能源不如化石燃料那样有利可图。

大企业和政府非但没有向可再生能源过渡,反而将更多资金投入到化石燃料中去。//图片来源:Adrem68, Wikimeda Commons大企业和政府非但没有向可再生能源过渡,反而将更多资金投入到化石燃料中去。//图片来源:Adrem68, Wikimeda Commons

预计到 2022 年,埃克森美孚和雪佛龙的利润将达到近1000亿美元,而地球和环境需求是他们所需要考虑的最后一件事。埃克森美孚的长期能源展望预测,至少到2040年底,石油需求仍将继续增长,到2050年,世界每天消耗的石油将比现在多出数百万桶。他们还预测,同期天然气消费量将增长近50%。正如雪佛龙公司首席执行官 Mike Wirth 所说,化石燃料仍将「主宰世界……就算是在20年后」。

欧洲最大的石油和天然气公司——BP、壳牌、TotalEnergies 和 Equinor——在2022年前六个月的税前利润超过740亿英镑。能源危机自然使化石燃料的利润更高,这四家公司对化石能源的投资也自然而然地远高于对其他能源领域的投资。例如,BP在2022年向新的石油和天然气项目投资了38亿英镑,而在可再生能源和「低碳」能源方面的投资仅为3亿英镑。

在这方面,政府也正在支持资本家:自 2015 年以来,英国政府已向石油和天然气行业提供了136亿英镑的补贴。英国政府从未真正转向清洁能源,反而三十年来第一次提议在坎布里亚郡开辟一座煤。

结论只有一个:资产阶级在玩弄我们的未来!应对气候变化的技术和其他必要手段就在眼前,触手可及。然而,他们脑子里只想着自己的利润率。有的是钱可以投资于聚变能,并在短期内使其成为满足我们能源需求的可行替代方案;有钱的是可以迅速淘汰化石燃料,并用已经可行的可再生清洁能源取而代之,但这笔钱落入了埃克森美孚和雪佛龙等公司的口袋。

如果这些公司被工人阶级征收并置于民主控制之下,我们可以利用他们的巨大资源在防止生态系统崩溃的最后时限内完成绿色转型。这是我们改造能源系统以适应生态需求的唯一选择。

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