說起電費,每個家庭都很關(guān)心。現(xiàn)在不管是空調(diào)、冰箱持續(xù)運轉(zhuǎn),還是電動車頻繁充電,每月電費都是一筆固定開支。但很少有人知道,中國正在核電領(lǐng)域推進一項關(guān)鍵技術(shù)突破——科學家們正在研發(fā)“人造太陽”,未來的商用電費可能會大幅降低,而且這個日子已經(jīng)不遠了。帶頭推動這項技術(shù)的核心人物,是宋云濤和他的團隊。
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宋云濤是中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理研究所的所長,長期深耕“人造太陽”研究。所謂“人造太陽”,學名叫可控核聚變,原理是模仿太陽發(fā)光發(fā)熱的機制,讓氫的同位素在高溫下聚合,釋放出巨大能量用于發(fā)電。這種技術(shù)最突出的優(yōu)勢是燃料幾乎取之不盡,從海水里就能提煉一種叫“氘”的原料,1升海水里的氘經(jīng)過聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量,相當于300升汽油燃燒釋放的能量,足夠普通家用車行駛數(shù)千公里。
宋云濤和他的團隊多年來取得了多項關(guān)鍵突破。他們此前研發(fā)的EAST裝置(“東方超環(huán)”),已經(jīng)實現(xiàn)了上億攝氏度等離子體穩(wěn)態(tài)運行1066秒的世界紀錄。這就像點燃一堆篝火,不僅要讓火焰足夠旺,還要能穩(wěn)穩(wěn)燃燒十幾分鐘不熄滅,背后需要解決等離子體約束、溫度控制等一系列難題。如今,他們正全力推進更具里程碑意義的BEST緊湊型聚變能實驗裝置建設(shè),這個裝置體積更緊湊但能量密度更高,專門為驗證聚變發(fā)電的可行性而設(shè)計。
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建造BEST裝置的難度超乎想象。宋云濤團隊曾透露,僅裝置核心的大型超導(dǎo)磁體,就需要15個月才能完成制造,全程包含15000個質(zhì)量檢查點,任何一個環(huán)節(jié)出錯都可能導(dǎo)致前功盡棄。靠著這樣的嚴謹與突破,BEST項目在2025年5月啟動總裝后進展順利,按計劃將于2027年底建成,2030年有望用核聚變點亮第一盞燈。
在核聚變技術(shù)賽道上,全球主要國家都在加速布局,中國與美國的發(fā)展路徑呈現(xiàn)出顯著差異。美國更多依賴私營企業(yè)發(fā)力,比如Helion公司宣布與微軟達成協(xié)議,計劃2028年建成聚變電廠并供電,還啟動了“獵戶座”電廠的建設(shè)工作。但這些企業(yè)的技術(shù)大多尚未經(jīng)過長期穩(wěn)定運行驗證,且核心材料和專利多依賴外部供應(yīng),就像蓋房子只打好地基,門窗等關(guān)鍵部件都需外購,成本和進度穩(wěn)定性都存在挑戰(zhàn)。
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中國走的是“國家牽頭+全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同”的發(fā)展模式,如同一場協(xié)調(diào)有序的接力賽。宋云濤團隊負責核心技術(shù)攻堅,國內(nèi)企業(yè)則配套完成關(guān)鍵部件生產(chǎn)——從超導(dǎo)材料到真空設(shè)備,曾經(jīng)依賴進口的部件如今已實現(xiàn)100%國產(chǎn)化,直接推動成本大幅下降。
國家還專門成立百億級企業(yè),負責將實驗室技術(shù)轉(zhuǎn)化為可實際運行的發(fā)電設(shè)備,制定了清晰的發(fā)展路線圖:先建實驗堆驗證技術(shù),再搞示范堆測試商用,最終在2050年前實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。這種穩(wěn)扎穩(wěn)打的方式,比美國“資本催熟”的模式更具可持續(xù)性。
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很多人最關(guān)心的問題是:這項技術(shù)真能讓電費變便宜嗎?答案是肯定的。當前電費中,燃料成本占比不低,而核聚變的燃料成本幾乎可以忽略不計,海水里的氘資源取之不盡。雖然建設(shè)初期需要投入大量資金,但一旦實現(xiàn)規(guī)模化,成本會快速下降。宋云濤團隊主導(dǎo)的緊湊設(shè)計,讓BEST裝置體積較傳統(tǒng)設(shè)備縮減近一半,建設(shè)周期也從十年縮短至三五年,這些都直接降低了單位電力的成本。
按照目前的技術(shù)進展,2035年左右示范電站并網(wǎng)運行后,一度電價格有望降至一毛錢以下;到2050年大規(guī)模商用階段,電費甚至可能跌到幾分錢一度。這對普通人的生活意味著實實在在的變化:夏天開空調(diào)不用頻繁查看電表。對企業(yè)而言,用電成本降低將直接帶動生產(chǎn)制造成本下降,最終反映在商品價格上,讓消費者受益。更重要的是,中國將徹底擺脫對石油、煤炭等化石能源的依賴,不再受國際能源價格波動影響,把能源安全牢牢掌握在自己手中。
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宋云濤常說,核心技術(shù)是討不來、要不來的,他和團隊花了三十多年才讓中國在該領(lǐng)域躋身世界前列。從EAST裝置15萬次實驗積累的經(jīng)驗,到BEST項目工地上每個部件的精準安裝,正是這些扎實的努力,讓低價電費的前景越來越清晰。相比之下,美國雖然有技術(shù)積累,但因路線分散、產(chǎn)業(yè)鏈不完整,短期內(nèi)難以追上中國的發(fā)展步伐。
目前,BEST項目的建設(shè)仍在緊鑼密鼓推進,宋云濤和他的團隊每天都在與時間賽跑。或許用不了十年,當人們打開電燈、給電動車充電時,不會特意想起背后的“人造太陽”,但會實實在在享受到便宜電費帶來的實惠。這場由中國科學家引領(lǐng)的能源革命,不僅會改變每個人的生活,更會讓中國在未來全球能源格局中占據(jù)主動。而這一切的起點,就藏在當下每一次技術(shù)突破里。
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