被彎道超車? 中國大舉投資核融合 CNN : 美領先地位將遭超越
全球核融合技術專利競爭力 日機構調查:中國第1、美國第2
核融合早已被視為新一代能源技術的聖杯,科學界也估計可望在2040年代後實現實用化的核融合研究。據日本調查公司統計,中國在核融合領域的存在感正快速提高,在統計核融合領域的重要專利數量後發現,中國排在首位,高於第2的美國與第4位的日本,未來這場新一代清潔能源的競賽將日趨激烈。
據《日經中文》報導,核融合技術能重現與太陽相同的反應,因此 被稱為「地球上的太陽」。它將氫原子核相互碰撞之際發生的能量用於發電,在理論上,1公克的氫燃料可産生相當於8噸石油的能量。
報導指出,核融合在發電時不産生二氧化碳,只要停止燃料供應,反應就將停止,與核電相比,被認為安全方面的風險也低。再加上做為燃料的重氫和氚能從海水等生産,如果實現實用化,有可能徹底改變人類使用能源的面貌。
美國在2022年12月宣佈,通過實驗首次實現産生的能量超過投入量的「凈能量增益」,中日美等國參加的國際熱核融合實驗反應爐計劃(ITER)等國際項目也取得進展。
日本調查公司Astamuse最近統計了中日美歐等30個國家和地區申請與核融合相關的專利,他們針對2011~2022年9月公開的1133項,將可行性和權利剩餘保護期等專利的競爭力轉化為得分,排出了各個國家在核融合專利的名次。
報導說,按申請的企業和研究機構的國籍來看,中國排在首位(申請件數也排在首位)。2015年以後,中國大幅增加重要專利,數量超過美國。在企業和研究機構等前20家組織的專利之中,中國科學院擁有的用於核融合爐內壁的特殊陶瓷複合材料技術獲得的評價最高。核融合需要將很多技術結合起來才能實現,而中國的特點是整個國家的專利在聚變爐等相同領域相互關聯的情況很多,實用性高的專利較多。
排名第2位的國家是美國,其申請件數也排在第2位。在企業和機構排名的前20位以內,有最多的7家企業和機構進入。美國是在在初創企業等民間主導下推進技術開發。排在第12位的Helion Energy擁有通過核融合反應高效獲得電力的技術等專利。排在第18位的谷歌,正在針對提高核融合反應速度的裝置和構造展開研究。
美國截至2000年代在專利數等方面明顯領先其他國家。近年來,中國迅速追趕。拜登政府為了推動民營企業的商用化,2022年9月推出實施5000萬美元資金支援的方針,政府正在加強技術開發的支援體制。
報導說,日本排在第4位。浜松光子學株式會社在企業和機構排名中排在第5位,豐田排在第7位。浜松光子學在雷射照射氫原子核技術方面具有優勢,豐田的全部13件相關專利均為與浜松光子學聯合申請,正與浜松光子學合作推進研究。

2024.09.19
【CNN】The US led on nuclear fusion for decades. Now China is in position to win the race
【CNN】幾十年來,美國在核聚變方面一直處於領先地位。現在中國處於贏得這場競賽的有利位置
https://edition.cnn.com/2024/09/19/climate/nuclear-fusion-clean-energy-china-us/index.html
2024.09.20
被彎道超車? 中國大舉投資核融合 CNN : 美領先地位將遭超越
https://newtalk.tw/news/view/2024-09-20/937099近幾十年內,全世界的科學家都在研究如何將核融合技術應用在商業領域之中,為人類帶來最乾淨、最有效率的能源。其中,美國在核融合領域長年都處於領先狀態,被視為是最可能率領人類突破核融合技術難題的國家。然而有美媒報導稱,中國政府近幾年大幅增加對核融合研究的投資,很可能在核融合領域實現「彎道超車」,成為該領域的領頭羊。
根據美國《有線電視新聞網》( CNN ) 報導,核融合是目前具有最高效率的能源產生方式,能量生產效率是燃燒煤炭、石油與天然氣等化石燃料的 400 萬倍,也比現今投入使用的核裂變多 4 倍。另一方面,與燃燒化石燃料或核裂變不同,核融合最終的產物對環境的影響幾乎為零,也被許多國家視為能夠解決全球氣候變化的重要科技能力。
由於原子核帶正電,想將兩個原子核融合必須克服強大的庫倫力,目前人類僅能實現在特定溫度、密度與壓力下的「慣性侷限融合」。雖然已經有許多國家在實驗室中成功完成核融合相關的實驗,但目前為止,人類的科技還無法讓核融合維持足夠長的時間,用以作為能量供應。該報導強調,如果有國家能「先行馴服」核融合技術,該國家未來就可能聚集大量的財富,並獲得全球最強的影響力。
該報導指出,美國自從 1950 年代就已經開始對核融合技術商用化展開研究,是最早開始研究該領域的國家之一,在核融合領域的成就至今仍領先世界其他國家。然而,中國政府近年大幅度增加對國內研究核融合公司的投資,美國能源部聚變能源科學辦公室主任讓.保羅.阿蘭( Jean Paul Allin )接受《 CNN 》訪問時表示,目前拜登政府每年對核融合領域的研究支出約為 8 億美元 ( 折合新台幣約 255.85 億元 ),但中國政府的投資金額高達 10 至 15 億美元 ( 折合新台幣約 319.81 至 479.72 億元 ),幾乎是美國政府的兩倍。
該報導也引用《日經新聞》先前公布的數據,稱中國自 2015 年起,擁有的核融合相關專利數量大幅增加,目前已經成為全世界核融合專利最多的國家。中國的核融合公司 Energy Singularity 甚至在短短三年內,就建造出核融合的托卡馬克反應爐,也創下世界紀錄。
該報導也指出,Energy Singularity 的托卡馬克反應爐獲得超過 1.12 億美元(折合新台幣約 35.82 億元)的私人投資,且首度實現在托卡馬克反應爐裝使用高溫超導體,是目前全世界最先進的核融合反應爐。Energy Singularity 宣稱,他們計畫在 2027 年建造第二代托卡馬克反應爐,如果證明他們的技術可以在商業領域實現,預計將於 2035 年透過第三代的設備像中國的電網供電。
美國華盛頓特區核融合工業協會執行長安德魯.霍蘭德 ( Andrew Holland ) 接受《 CNN 》訪問時表示,比起中國,美國國內的托卡馬克反應爐都已經「逐漸老化」,美國目前僅能依賴日本、歐洲或英國等盟友的機器進行進一步的研究。霍蘭德指出,中國預計於東部地區,耗資 5.7 億美元 ( 折合新台幣約 182.29 億元 ) 建造名為「 CRAFT 」的新核融合工業園區,「但美國目前沒有類似的東西」。
但霍蘭德認為,中國已經建造或計畫建造中的托卡馬克反應爐本質上只是美國設計的「複製品」,中國抄襲美國技術的歷史已經「由來已久」。霍蘭德以太陽能電池板技術為例,稱中國是「快速追隨者」,通過主導供應鏈,在相關領域發揮領導世界的作用,「我們希望類似事件不會在核融合領域再次發生」。
該報導表示,目前美國正在尋找托卡馬克反應爐以外,能實現核融合的其他方式,加州勞倫斯利福莫爾國家實驗室的科學家就於 2022 年末,發現一種以雷射實現核融合的方式。英國等離子體物理學家梅蘭妮.溫德里奇 ( Melanie Windridge ) 表示,目前仍無法確定究竟以何種方式實現核融合才是最佳選擇,「最終將取決於成本以及其他關鍵因素」。但溫德里奇坦承,目前托卡馬克反應爐是相關領域中研究最多,最先進的方式,「全世界許多私人公司都以此為基礎進行發展」。
面對即將在核融合領域被中國超車,阿蘭強調,雖然美國政府在相關領域的投資較少,但美國的核融合公司可以吸引許多私人機構的投資。「在過去 3 到 4 年內,全世界總計在核融合領域花費了 70 億美元 ( 折合新台幣約 2238.67 億元 ),但其中 80% 來自美國的公司」。阿蘭稱,擁有企業家精神的美國企業,能實現「跳出框框思考」並具備尋找創新、真正解決問題的能力。「不僅僅是在科學方面,在技術方面也是如此」。但阿蘭也坦承,如果中國政府繼續維持每年投資超過 10 億美元的規模,很快就會超過美國私人企業對該領域的支持,成功反超美國。

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