MIT提出聚变能经济可行性评估框架
摘要
麻省理工学院研究人员提出一个包含十个参数的框架，用于评估聚变电站的经济可行性，涵盖物理、工程和经济学因素。该框架不依赖具体技术路线，强调低成本融资和部件更换成本的重要性。合著者Whyte被任命为英国原子能管理局首席执行官。
麻省理工学院研究人员的一项研究提出了一个框架，用于理解使聚变能在市场上具备商业可行性所需的条件。该方法考虑了维持受控聚变能生产所需的物理投入，以及建造能够在能源市场中竞争的电站的成本。
据合著者、麻省理工学院核科学与工程教授Dennis Whyte称，该论文的目标是创建“这个框架，其中所有经济学都是清晰的，然后我们理解它对任何聚变能电站意味着什么”。他补充道：“如果我们希望这项技术在世界经济中真正有意义，我们就必须开始在这些问题上对自己坦诚。”
这项题为《聚变电站经济可行性准则》并发表在《Journal of Fusion Energy》上的研究，提出了十个参数来评估聚变能电站的经济可行性。其中一些是科学和物理层面的，涉及给定电站消耗和产生的能量。大多数参数属于工程和经济学范畴，例如电站建设成本。
该框架中的参数描述了聚变电站的工程特征，如功率密度、将聚变能转化为经济产品的效率，以及能量转换所用部件的耐久性，此外还有评估投入资本费用和回报的成本与市场参数。
论文称：“该框架及其相关模型能够为未来聚变电站（FPP）的设计空间提供新的见解，而无需依赖对其技术的具体了解。它证实了低成本融资对于任何新FPP的经济成功都是必要的，突出了聚变反应控制面的更换成本和频率的重要性，并推翻了极低功率密度将使FPP具备经济可行性的想法。我们希望该模型的简洁性、灵活性和透明性将使其成为聚变开发领域的常用工具。”
合著者、麻省理工学院斯隆管理学院金融学教授Andrew Lo表示：“将复杂的科学和工程要求简化为经济后果具有挑战性。但如果我们不这样做，我们就无法获得实现我们所期望影响所需的资金。”
研究人员尝试了多种产生和约束聚变能的方法。Whyte说，该论文的框架“完全不受你使用的任何聚变概念影响，因为聚变的物理现实是，你花钱来建设产生聚变能的能力。”这些参数不取决于所建造任何反应堆的大小；该框架的设置使得任何投入都可以按比例缩放至给定项目或功率输出。
Lo说：“聚变电站是小还是大并不重要，底线是：无论哪种情况，你最好有出来的钱超过进去的钱，否则它不会存在很久。很明显，我们现在就可以开始评估经济可行性。”
Whyte补充道：“当你有一个框架可以定量评估它时，它会告诉你做出特定设计决策的实际价值。在我看来，这在聚变发展的当下绝对至关重要，而这正是我们一直缺失的。”
Whyte曾任麻省理工学院核科学与工程系主任，也是麻省理工学院等离子体科学与聚变中心前主任。他共同创立了麻省理工学院衍生公司Commonwealth Fusion Systems。Whyte和Lo还共同创立了咨询和投资顾问公司Rutherford Energy Ventures，该公司正与美国能源部Oak Ridge国家实验室合作，为新的聚变研究组建一个联盟。
关键任命
经过公开的国际招聘程序，Whyte被任命为英国原子能管理局（UKAEA）首席执行官，将于今年晚些时候就任。随着UKAEA的Culham园区持续发展成为世界领先的聚变研究与创新中心，Whyte将领导分布在四个地点的2600多名员工，并为包括国家实验室和UK Fusion Energy Ltd在内的UKAEA提供领导。他将监督该组织在聚变研发方面具有重大影响力的科学和工程工作，推进商业化路径，加强国际和行业伙伴关系，并将科学创新转化为实际成果。
Whyte说：“我很高兴加入UKAEA这个杰出的团队，该团队拥有一个令人信服的商业聚变能交付计划，正在开发聚变能提取的关键技术，并拥有世界上致力于以最广泛形式推进聚变科学与工程发展的最大规模人才队伍。我在麻省理工学院的目标一直是培养大胆的创新者，而不仅仅是科学家。当技术严谨性与创业雄心相遇时，创新就会发生。这种思维方式帮助将高温超导磁体等突破性技术从实验室概念推向商业领域引人注目的努力。这表明教育如何能够加速从基础科学到现实世界影响的转变，同时激励下一代以紧迫感对待能源安全的领导者。”