美国能源部发布《聚变能源战略2024》
2024-06-18 美国能源部(DOE)2024年6月6日,美国能源部发布《聚变能源战略2024》,并与白宫科技政策办公室一同纪念拜登政府推出“商业聚变能源十年宏伟愿景”两周年。“商业聚变能源十年宏伟愿景”包含一项十年战略,美国能源部、白宫科技政策办公室、国会两党聚变能源核心小组等多部门和机构参与,以加速美国聚变能源发展,美国能源部发布了全部门计划。
该战略指出,聚变可提供安全、丰富、零碳排放的可靠一次能源。在过去十年中,聚变能源研究与开发(R&D)的格局发生了重大变化,尤其是在美国。在数十年公共投资于聚变科学和技术(S&T)的基础上,公共和私营部门实体在国内和全球取得了重大进展,例如实现聚变点火。这些表明聚变的技术准备程度不断提高。其他重大进展,例如高温超导体、先进材料和人工智能,有可能进一步加速和改变聚变研发。对私营聚变公司的累计股权投资超过60亿美元,其中80%的投资投向了美国聚变公司,这表明聚变作为未来商业能源技术的潜在上升空间。虽然私营部门更多地参与聚变研发的趋势在美国最为明显,但随着对总部位于加拿大、英国、日本、欧盟、中国等国公司的股权投资,这一全球趋势正在强劲增长。
此次美国能源部发布的《聚变能源战略2024》围绕三方面展开:
1. 缩小商业聚变能源试验工厂的科学和技术差距
该支柱致力于缩小科技差距,以便私营部门主导和政府支持的一个或多个商业相关聚变试验工厂的示范。该支柱由美国能源部科学办公室(SC)通过其聚变能源科学(FES)计划领导。SC拥有法定权力和拨款,可以开展“聚变能源科学研究和支持技术开发计划,以有效应对建设具有成本竞争力的聚变发电厂的科学和工程挑战,并支持美国发展具有竞争力的聚变发电行业。”具体行动包括:
l 重新调整SC FES计划以支持“大胆十年愿景”和新的SC FES愿景
l 制定并遵循与美国聚变行业保持一致的新的全国聚变科技路线图这一支柱的重点是缩小科技差距,以使私营部门主导和政府支持的一个或多个商业相关聚变试验工厂能够进行示范。
l 通过以下方式加速研发:
l 与行业保持一致:实现聚变试验工厂设计的创新PPP、及时交付战略聚变研发测试设施以及催化更广泛的合作伙伴关系
l 科技推动:新的FIRE(聚变创新研究引擎)协作,由重新调整的SC FES计划支撑
l 其他DOE和国家核安全局(NNSA)计划以及战略国际合作伙伴的研究和能力
2. 为可持续、公平部署商业聚变能源铺平道路
《大胆十年愿景》制定了雄心勃勃、充满抱负的时间表,即在2030年代建成一个具有商业意义的、由私营部门主导的核聚变试验工厂,然后在2040年代扩大核聚变的商业部署规模,这要求在解决核聚变试验工厂的科技差距的同时开展更广泛的活动。该支柱的工作目前由聚变交叉小组(FCT)协调,该小组由美国能源部科学与创新事务副部长办公室的首席聚变协调员领导,并由联邦科学与技术政策委员会副主任共同主持。
3. 建立以及利用外部伙伴关系
跨部门合作:在宣布“大胆十年愿景”后,白宫建立了一个跨部门讨论和合作平台,重点是确定支持及时实现核聚变商业化的政策、立法和其他需求,同时努力解决核聚变试验工厂的科技差距。除了前面在支柱2下讨论的商业化主题外,跨部门讨论还涉及开发弹性供应链、探索未来全球核聚变部署的出口管制框架的充分性、保护美国核聚变行业的知识产权以及制定最新的国际伙伴关系战略。这些和其他主题将继续通过跨部门参与和合作来解决。
国际伙伴关系:五个总体目标:(1)聚变研发合作,包括使用或共同开发测试设施;(2)发展未来的全球聚变市场,包括供应链;(3)协调监管框架,以支持安全可靠的聚变部署;(4)培养和加强全球劳动力队伍;(5)提高公众对聚变能源的参与和教育。
此外,美国能源部为聚变能源创新研究引擎协作组织(FIRE)提供1.8亿美元资助,支持进一步创建聚变能源创新生态;为美国能源部科学办公室的“聚变能源科学计划”(FES)提供更多支持;与8名“基于里程碑的聚变发展计划”获奖者签署协议,促进私人部门对聚变能源商业化进一步投资;计划发布“聚变能源公私合作框架”(PPCF)信息请求,汇集州/地方政府、私人部门和伙伴关系补充聚变能源相关计划等。