北京
盡管核裂變已為海軍艦艇提供動力數(shù)十年，但安全和監(jiān)管障礙阻礙了其在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
商業(yè)航運(yùn)面臨嚴(yán)峻的2050年問題。海運(yùn)業(yè)承擔(dān)著全球90%的貿(mào)易運(yùn)輸，卻排放了全球3%的溫室氣體。按照國際海事組織的嚴(yán)格規(guī)定，海運(yùn)業(yè)必須在未來25年內(nèi)實(shí)現(xiàn)凈零排放。目前氨和氫等綠色替代能源，在能量密度和基礎(chǔ)設(shè)施方面面臨巨大障礙。
“緊湊型核聚變清潔、能量密度高、無需燃料供應(yīng)鏈，恰好有能力滿足這一要求。”該公司在給Interesting Engineering的一封郵件中表示。
近日，在2026年波塞冬海事展上，一個國際聯(lián)合體提出了替代方案：浮動核聚變。由美國船級社和以色列核聚變開發(fā)商nT-Tao牽頭，一個新的五方聯(lián)盟正式發(fā)布了“核聚變動力駁船”（FusPoB）項(xiàng)目。該聯(lián)合項(xiàng)目是一項(xiàng)可行性研究，目標(biāo)是約在2032年推出一艘商用的核聚變動力原型船。
聯(lián)合體成員還包括西門子能源、P&P海事咨詢公司及法國熱工解決方案專業(yè)公司TEMISTh。這幾方將共同評估這艘海上船舶的技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)與法規(guī)要求。
浮動核聚變裝置的框架
盡管核裂變已為海軍艦艇提供數(shù)十年動力，但安全擔(dān)憂與嚴(yán)格的監(jiān)管壁壘限制了它在商業(yè)航運(yùn)中的采用。核聚變技術(shù)則不同，它產(chǎn)生的放射性廢物極少，且不存在堆芯熔毀的風(fēng)險(xiǎn)。
然而，一個首要挑戰(zhàn)是，目前根本沒有針對商用船核聚變反應(yīng)堆的船級或安全框架。通過牽頭這項(xiàng)研究，美國船級社計(jì)劃制定所需的技術(shù)與安全標(biāo)準(zhǔn)，打造全球首個浮動核聚變裝置的監(jiān)管框架。
擬議設(shè)計(jì)方案由P&P海事咨詢公司負(fù)責(zé)，核心是一艘71.4米長、滿足DP2動力定位標(biāo)準(zhǔn)的錨作供電駁船。該船將搭載兩臺8000千瓦電功率的蒸汽發(fā)生器，由nT-Tao的緊湊型核聚變反應(yīng)堆驅(qū)動。
該反應(yīng)堆采用脈沖仿星器構(gòu)型，可做到集裝箱化，直接適配標(biāo)準(zhǔn)船舶尺寸。整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)電功率可達(dá)20兆瓦，實(shí)現(xiàn)零碳排放。
在推進(jìn)與作業(yè)方面，該船設(shè)計(jì)航速14節(jié)，系柱拉力30噸，并配備電池系統(tǒng)，在主反應(yīng)堆停堆時(shí)能以8節(jié)航速提供最長6小時(shí)的備用動力。
為多用途部署設(shè)計(jì)
該船為多用途部署而設(shè)計(jì)，包括遠(yuǎn)洋拖航、海上供電和海水淡化。
“該船為多用途部署而設(shè)計(jì)——可執(zhí)行遠(yuǎn)洋拖航、海上供電及淡化水供應(yīng)，在任何缺乏電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的地方都能作業(yè)。”郵件中強(qiáng)調(diào)。
如果2032年的原型船驗(yàn)證可行，浮動核聚變技術(shù)的應(yīng)用將超越海上運(yùn)輸。
“如果項(xiàng)目成功，F(xiàn)usPoB將建立起全球首個浮動核聚變發(fā)電裝置的船級與監(jiān)管框架，其意義將遠(yuǎn)超海運(yùn)范疇，延伸至偏遠(yuǎn)地區(qū)能源接入、海上基礎(chǔ)設(shè)施及全球分布式發(fā)電領(lǐng)域。”該公司最后總結(jié)道。
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