2019年上映的电影《流浪地球》为中国的科幻电影创造了“开门红”，而在剧情之中，有一条清晰的主线，就是“修理行星发动机”。那么，这个高度为11千米的行星发动机，是靠什么运转的呢？正是核聚变，毕竟以传统的化石燃料的效率来看是无法达到这一标准的。 电影《流浪地球》中的行星发动机 从这一设定来看，核聚变产生的能量确实是非常大的，它也常常被人们称之为“未来能源”或者“终极能源”。核聚变能为这个世界带来不少改变，而与咱们老百姓关系最密切的就是利用核聚变发电。 那么，如果核聚变研究成功，电费会变成多少钱一度呢？是直接降至几分钱还是不要钱了呢？ 普通常见的发电方式——利用太阳能发电 终极能源——可控核聚变 虽然一直以来人们都会“闻核色变”，但不可否认的是核能确实是一种十分重要的能源。核能简单来说就是通过“核反应”，然后让原子核释放出能量。一般来说，核能只能通过三种方式来释放，分别是核裂变、核聚变和核衰变，而咱们今天要聊的就是核聚变。 核能的其中两种开发方式 目前大家熟知的那些核电站，都是利用核裂变进行发电的，不过核裂变不仅会制造出具备污染性的核废料，其释放的能量也比不过核聚变。因此，人们现在的重点关注对象是核聚变，准确点儿来说是“可控核聚变”。 利用核裂变发电造成空气污染 有人可能不理解，为什么一定要加上可控这个前缀。这是因为人类早在上世纪时就已经实现了核聚变，比如氢弹的爆炸，但是这种核聚变是不受控的。想让核聚变为人类的日常生活服务，变成可以运用的能源，那就一定要对其加以“控制”。毕竟大家都明白，有些“猛兽”必须要被关在“笼子”里。那么，可控核聚变到底有怎样的优势呢？ 利用核聚变发电模型图 首先就是可控核聚变的“原料”十分充足，现在常说的核聚变一般是通过氢原子的同位素，也就是氘和氚原子进行聚合之后产生巨大能量。而氘在海水当中广泛存在着，这就意味着人类如果真的实现了可控核聚变，原料的供给应该还是十分充足的。 其次可控核聚变的能量释放率非常高，仅仅1升海水就可以产生300升汽油才能产生的能量。这种恐怖的能量释放，使得它一度成为了人们心中的“终极能源”。当然，也有人指出那核聚变的发电作用呢？ 1升海水通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油 最后就是可控核聚变是一种清洁能源，它不仅不会产生煤炭燃烧过后挥发的二氧化碳或者二氧化硫，其产生的“废物”也不像核裂变那样有着强污染性。在聚变完成后，其产物惰性气体氦，完全没有放射性。 可控核聚变的优势之一：低污染 基于这三点，可控核聚变的未来应用前景确实是“一片光明”，也难怪会被科学家誉为重要的“未来能源”。那么，如果可控核聚变在未来真的研究成功，咱们的电费会不会有所下降呢？会降到多少钱呢？ 未来核聚变发电到底会不会牵动民生用电？ 可控核聚变实现=电费下降？ 从以上核聚变电站的举例来看，核聚变确实能用最少的“原材料”榨出最多的“能量”。既然这样，当未来这种技术真的研发成功之后，是否就说明我们的电费会迎来“断崖式”的下跌呢？甚至直接变成免费的？ 中国可控聚变技术领先，但真的能实现用电免费吗？ 从现实的角度出发，即使未来研究成功，电费也不可能降到几分钱或者直接免费。因为咱们在前文中提到了核聚变的原料有氘和氚，氘虽然在大海当中有很多，并且提取也相对容易一些。但是氚在自然界中的存量非常少，几乎等于没有。因此人们只能通过核反应来制取它，这在无形之中就增加了许多的成本。 再者，按照目前可控核聚变实现的条件来说，需要非常高的温度，假如温度在聚变的过程中出现波动或者下降，那么聚变的反应就会中止，因此不少人也戏称可控核聚变其实就是在“烧开水”。 核聚变反应过程 并且想创造出这样一个稳定的高温是非常不容易的，一般科学界将其称为“托卡马克实验装置”。这种装置的造价非常高，还需要专业的人员进行操作。而不论是为可控核聚变创造条件的专业设备，还是人员、物力的投入，都会在无形之中将它的发电成本拉高。 此外，后期的设备维护更新以及各种供电装置的安装，都存在费用。不过最重要的还是前期研发的投资是非常大的，因此在研发成功可以顺利发电之后，肯定是要把前期的各种成本都收回来的。 托卡价马克核聚变实验装置模拟图 由此可见，电费虽然和发电的原料价格以及能源转化效率有一些关系，但是真正想投入使用，各个环节的“耗资”占着更加重要的位置。所以电费在后期会把这些成本都囊括在内进行定价，在左加一点儿，右添一点儿的趋势下，电费可能依旧会维持在原有的水平，至于降到几分钱或者直接不要钱恐怕就是“痴人说梦”了。 值得一提的是，我国电费的特点是居民电费与工业电费倒挂，居民电费一般低于大工业电费。且有人在专门拿我国的居民生活电费和部分国家进行了比较之后，发现中国的居民生活电费还是比较低的，虽然不说达到“几分钱”，但是确实还算“便宜好用”。 各国居民电费对比图 所以，目前大部分人认为可控核聚变研究成功之后，应该会给工业用电带去更大的优势，短期之内在居民用电方面并不会体现出多大的效应。而且，按照现在可控核聚变的研究进展，想等到他研制成功并且投入使用，恐怕至少还要等待几十年甚至百年之久。 那么，可控核聚变除了能够帮人们发电，在一定程度上实现“用电自由”之外，还能用来做什么呢？ 核聚变除了用来发电，还有其他作用吗？ 可控核聚变的其他作用 当我们的目光聚焦在发电领域时，科学家早就处在“大气层”了。在他们看来，如果人类真的实现了可控核聚变，那咱们的文明就真的会昂首阔步地迈向“新纪元”了。 毕竟从前苏联科学家卡尔达舍夫设定的宇宙文明等级来看，可控核聚变能够帮助人类充分利用能源，释放出更加巨大的能量。这样，人类文明就能从尴尬地0.7级迈向1级了。 含量小但能量大 此外，可控核聚变还可以运用在“深空探索领域”。众所周知，咱们现在的火箭发射都是采用化石燃料的，可化石燃料不仅重，释放出来的能量还没多少，这就导致人类的探索脚步受限。所以未来能将可控核聚变用在火箭发射当中，那人类涉足的宇宙地界必然更加广阔。 美国其实在上世纪时就提出了“核火箭”，不过他们当时并没有站在可控核聚变的视角，而是想用核爆炸让飞船起飞，这种简单粗暴的方式确实让人震惊。不知道，大家对于可控核聚变实现后的世界有怎样的想象呢？是更期待全民免费用电还是人人都有机会体验的星际旅行？ 你能想象实现核聚变技术后未来的世界吗？