麦肯锡近期发布的一份报告预测：到2050年，全球的电力消耗将达到现在的3倍。如何达到全球零碳排放目标？实现零碳能源电网是其中的关键，而聚变能可能是核心助力之一。

麦肯锡研究报告

全球2050年零碳排放目标的如期实现，其必要条件便是现有发电和未来所有新增发电都是零碳的。

风能和太阳能是目前最具成本效益的新型零碳发电形式。但与聚变能相比，风能和太阳能是有波动的、不可调度的，需要额外的能源做补充。

因此，对于实现零碳能源电网最有价值的便是可调度的零碳发电源，而聚变能可能就是其中之一。但到目前为止，核聚变反应堆尚未达到建设电站的技术条件，其基本问题是难以防止能量泄漏，这意味着目前的核聚变反应堆还不能将核聚变创造的能量进行有效的输出。

聚变能已处于转折点

核聚变发电尚存在这样的难题，麦肯锡报告中为何还相信聚变能可能已到转折点？主要有以下3点原因：

1、使能技术的发展使受控核聚变具备了打破瓶颈的条件。

例如：3D打印技术使人类可以打印出具有复杂几何形态的零部件，可以降低成本，并且能够实现快速迭代；计算机技术的突飞猛进使人类可以用代码模拟核聚变反应，预测核聚变实验装置各组件的性能，不需要花费大量金钱制造庞大的实验设施。这些和其他技术进步让核聚变正在快速进化，技术突破指日可待。

2、聚变研究方向发生了翻天覆地的变化。

大多数聚变研究过去都是在以科学为导向的公共资助实验室中进行的。现在出现了一波新的私人资助项目，聚焦于聚变能的商业化进程。许多私人资助的初创企业致力于在20世纪20年代末之前运营商用聚变能。

3、私人资金在聚变项目上的投资大大增加啊。

过去20年来，巨变能源的私人投资激增，2021年投资额几乎增加了两倍。比如意大利埃尼集团、能源公司Eqiomor就投资了Commonwealth Fusion Systems。个人资本，比如Y Combinator 掌门人Sam Altman 投资了Helion Energy。政府投资，比如英国Innovation & Science Seed Fund投资了Tokamak Energy。

未来五到十年对聚变能的发展至关重要，以下关键技术如果能够有所突破，必将极大增加我们对聚变能商用的信心。这些关键技术包括：

第一，聚变反应堆创造的能量超过引发“点火”所需的核心温度和压力条件消耗的能量。从聚变反应中产生能量所需的温度约为5000万摄氏度。聚变反应堆能承受越高的温度和压力而不导致能量泄漏，它所产生的净能量就越多。

第二，证实聚变反应所需系统组件的性能可满足聚变要求。这些系统组件包括高温超导磁体（由英联邦聚变系统公司在 2021 年实现）、等离子体注入器（例如通用聚变公司在2013年展示的P2017注入器）、射频加热系统以及能够在聚变机内部高温下稳定存在的新型容器壁材料。若取得成功，这就意味着原型核聚变电厂可以在十年内建造并投入运行。

第三，在聚变原型电站中演示聚变反应并验证其经济性。预计到2026年，我们预计至少会看到一个参与者将所有主要系统组件集成到一个能够验证聚变能发电可行性及其经济性的聚变原型电站中。

另外，报告中还指出，聚变能商业化想要在未来十年内实现，还需要配套建立一些其他关键要素，包括：核聚变发电厂许可的监管框架、构建规模化的聚变能源全球供应链和劳动力队伍、建设首批采用项目融资形式的商业电厂。