雷射驅動聚變：開闢清潔能源之路

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  量子運行遠見
• 2024 年 5 月 8 日

洞察總結

對核融合的追求即將為人類提供幾乎無窮無盡的清潔能源，同時將環境足跡降到最低。與傳統方法不同，雷射驅動聚變的最新進展顯示出創造更有效的聚變過程的希望，引發了巨大的興趣和投資。然而，這種清潔能源的商業化之路充滿了技術和財務障礙，這表明未來核融合可能會顯著改變能源消耗、產業營運和全球政策。

雷射驅動的融合環境

核融合是照亮宇宙恆星的過程，即將成為人類的關鍵能源。它承諾幾乎無限的能源供應，對環境的影響最小，特別是零碳排放，並且不會出現與當前核分裂反應器相關的持續放射性廢物困境。核融合的潛力吸引了科學家和政​​府等，帶來了大量投資，包括拜登政府大力推動核融合研究和商業化。 

2022年，德國新創公司Marvel Fusion開發了一種雷射驅動的方法來實現聚變，與傳統的磁約束方法形成鮮明對比，並已成功獲得約65.9萬美元的融資。核融合有兩種不同的方法：磁約束和慣性約束，後者通常涉及雷射對燃料的強烈壓縮以引發聚變。這種方法已經取得了重大進展，特別是在加州的國家點火設施，其中一項具有里程碑意義的實驗證明了實現聚變能量產量超過能量輸入的可行性，這一里程碑類似於萊特兄弟的首次飛行。 Marvel Fusion 的策略有所不同，採用直接驅動雷射聚變，旨在實現更高效的聚變過程，並選擇氫硼 11 作為燃料，承諾更少的廢棄物產生。

儘管人們熱情高漲並取得了重大科學進展，但商業聚變能源的旅程仍然充滿了技術和財務挑戰。 Marvel Fusion 正處於早期階段，依靠電腦模擬來完善其方法，目標是在十年內開發出原型發電廠。然而，所需的投資規模是巨大的，凸顯了雷射驅動聚變技術處於新生但充滿希望的階段。 

破壞性影響

隨著聚變能在商業上變得可行，它可能會大大減少對化石燃料的依賴，從而大大減少溫室氣體排放。這種轉變對於應對氣候變遷至關重要，提供了清潔、幾乎無限的能源。此外，聚變能源的廣泛採用可以透過減少與石油和天然氣資源相關的地緣政治緊張局勢來穩定能源價格，從而增強全球能源安全。

依賴化石燃料的行業可能需要調整或徹底改革其運營，以適應新能源的現實。然而，這種轉變也為從能源儲存和電網基礎設施到運輸和製造等領域的創新帶來了重大機會。能夠在這些領域處於領先地位的公司可能會發現自己處於新經濟時代的最前沿，並受益於快速發展的市場中的先發優勢。

各國政府將透過政策、資金和國際合作在促進向聚變能源過渡方面發揮關鍵作用。研究和開發投資可以加速技術進步，而聚變能源採用的激勵措施可以減輕早期採用者的財務風險。此外，國際合作可以最大限度地利用資源和專業知識，加速聚變技術的發展及其融入全球能源網。 

雷射驅動聚變的影響

雷射驅動聚變的更廣泛影響可能包括： 

• 投資聚變技術的國家增強能源獨立性，減少地緣政治衝突和能源供應中斷的脆弱性。
• 新的就業領域集中在聚變發電廠的建設、營運和維護上，同時化石燃料產業的就業機會也在減少。
• 由於更有效率、更清潔的能源支持智慧城市和高密度生活區的發展，城市化率不斷提高。
• 消費者行為的變化，對電動車和聚變動力產品的需求增加，導致汽車和家電市場發生變化。
• 需要大量的再培訓和教育計劃，以使勞動力具備聚變能源領域高科技工作所需的技能。
• 各國政府制定新法規來管理聚變能源的部署和安全，要求國際合作制定全球標準。
• 在聚變能源的需求和挑戰的推動下，材料科學、工程和環境技術等多個領域的技術創新激增。

需要考慮的問題

• 聚變能源的廣泛採用會如何影響國際關係，特別是在能源依賴和全球權力動態方面？
• 社區和地方政府在支持向聚變社會轉型方面可以發揮什麼作用？