图片由美国政府问责局提供
政府问责办公室 (GAO) 向国会提交的报告“技术评估——聚变能源潜在变革性技术仍面临根本性挑战”指出,要实现商业聚变,需要克服许多挑战。这份长达 43 页的报告指出,研究人员和公司正在研究许多不同的聚变能概念,并报告了最近的进展。这包括开发可使聚变装置更加紧凑的高温超导磁体。此外,在 2022 年,美国国家点火装置的一项实验从聚变反应中产生的能量超过了演示中使用的能量。然而,克服商业聚变面临的挑战可能需要“10 年到几十年”
一个关键的科学挑战是需要更好地理解等离子体的物理学。“研究人员在这一领域取得了进展,但缺乏足够的实验数据来验证他们的模拟。” 一项关键的工程挑战是开发能够承受数十年聚变条件(例如极热和中子破坏)的材料。但是,没有可以对材料进行全面测试的设施。从聚变中提取能量以提供经济的电力来源的任务也提出了几个复杂的系统工程问题。
公共和私营部门的不协调、监管的不确定性和其他因素也带来了挑战。“一个不一致的领域是研究重点。公共部门的努力优先考虑基础科学,但聚变能的发展需要额外重视技术和工程研究。” 另一个因素是监管的不确定性。制定适当的法规以确保安全而不限制发展是“困难的”,并且可能需要大量的公众参与。然而,“美国公众对聚变能的看法知之甚少”。
将聚变能源投入电网所需时间的预测差异很大。“一些公司声称他们将在大约 10 年内实现商业聚变能源,而其他利益相关者和专家表示,聚变可能会在 10 到 20 年内将电力并入电网,但需要大量资源才能实现。” 其他人则表示聚变能源将需要 20 多年的时间。
GAO 制定了一些可供决策者(立法机构、政府机构、学术界、工业界和其他团体)考虑采用的政策选项。“我们打算通过这些选项为政策制定者提供更广泛的决策信息基础。” 他们包括:
政策制定者可以维持现状
政策制定者可以协调公共和私营部门的努力以加速聚变的发展
政策制定者可以为聚变能源开发建立共享资产。