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變能的最大困難不在於實現核聚變反應，而恰恰在於實現受控。即核聚變反應瞬間所積聚的巨大能量需要按照人們的意願緩慢釋放，如在半年或一年的時間內釋放完畢，這樣才能達到利用的目的。否則像大自然的閃電一樣，儘管瞬間產生強大電能，但同樣瞬間即逝，利用價值基本上為零。如果人類利用核聚變能就像氫彈爆炸過程那麼迅猛的話，這種不可控制的能量瞬間釋放恐怕就不是福音了，只會給人類帶來巨大的災難。

事實上，作為“人造太陽”的託卡馬克系統說起來不難理解，但實踐起來卻是異常困難。自從上世紀50年代託卡馬克系統出現於前蘇聯以來，至今已經過了大半個世紀。由於認識問題的角度和理解的程度不同，圈子外的普通民眾總是比較性急，認為研究人員無能，進展緩慢；圈子內的研究人員認為這已經很快了，研究進展的速度並不比高能加速器及計算機晶片領域的進展慢。在專業研究人員看來，就是這麼快的發展速度，21世紀中葉以後人們才會比較務實地談論核聚變發電的遠景方案。如果說2050年實現商業化，那聽起來仍然像是天方夜譚。其開發的週期之所以比較長，原因在於，類似託卡馬克系統這樣的大科學工程需要足夠的時間和資金投入，一代又一代的大規模裝置需要相繼建造，不能跨越，更不能違背科學規律而意氣用事，這種時間過程上的積累是無法逾越的。而其他如從月球上獲取大量的氦…3元素，從而相對容易的實現核聚變反應，這些設想更是泛泛之談。氦…3反應堆的等離子體引數要求比託卡馬克系統更高，而且世界各國至今還未遴選出公認最佳的等離子體約束方案。至於氦…3反應堆何時真正形成氣候，著實難以預料。人類現在研製的託卡馬克系統還處於最初的低階階段，其釋放能量的最長時間僅為幾百秒，遠遠達不到作為能源加以利用的時間週期要求，距離大規模商業應用更有很長的一段路要走，至少需要幾十年乃至上百年的時間，核聚變能也因而被認為是遙遠的能源。。　最好的txt下載網

第五章　迎接新能源的革命（9）

從能源形態上看，人類加以利用的主導能源經歷著從固態（薪柴、煤）、液態（石油）到氣態（天然氣、氫），將來再到等離子態（核聚變時的氘和氚）的演進和變化；我們有時甚至不得不思索是否背後有隻無形的手在操控，以至於這種演進的過程看起來既按部就班，又水到渠成。如果有的話，那隻能是大自然“精心設計”的巧手。

從時間上看，人類社會能源更替的時間也在加快，從薪柴過渡到煤，人類社會用了幾千年；而從煤過渡到石油，用了幾百年；之後的能源更替的週期就越來越短。可以說，人類社會利用能源的程序中，能源的品位、清潔度以及形態方面的演進變化預示著能源更替過程的方向指向，能源更替的時間則標記著新舊能源的生命週期，這一切構成了能源更替過程的脈絡，使得我們由此可以窺知能源開發與利用過程的基本貌相。

事實上，能源利用史已經告訴我們，在通常沒有外力干預的一般情況下，人類社會的能源利用體系將會呈現“固體…液體…氣體…等離子體”這樣一條平穩、自然的升級過程，其顯著特徵就在於“脫碳化”，從最不清潔、化學結構最複雜的低效能源逐漸發展為越來越清潔、化學結構越來越簡單的高效能源。

我們現在所廣泛利用的燃料體系儘管具有能量集中，開採方便等優點，但並非是最有效率的能量載體。其中，碳氫比是最顯著的評價指標。我們知道，碳元素與氧元素反應結合過程中會釋放能量，但以同等的比例來看，碳所集聚的能量實際上要比氫少，因此，當我們燃燒碳氫化合物如煤炭、石油以及天然氣時，尤其是含碳量較為豐富的煤時，氫所含有的高能量部分地被碳所含有的低能量所抵消了。化石燃料所含的碳越多，它所釋放的能量相對就越少。薪柴幾乎全部是碳元素，因此它的能量密度很低。煤炭中所含的碳元素與氫元素的比例大致為1比1，石油中碳元素與氫元素的比例大為1比2，以甲烷（CH4）為主要成分的天然氣中比例為1比4；因此，煤炭是化石燃料中能量密度最低的。如果我們完全摒棄碳而改燒純淨的氫，自然就不會出現能量抵消的現象。事實上，作為能量密度極高的燃料，氫的能量密度遠高於汽油，氫所產生的能量幾乎是同等質量的汽油所產生能量的三倍。這就是我們看到的基本趨勢，我們也有理由堅信並堅持這一趨勢。

我們不妨依照上述的趨勢而行，把對石油的替代作為探討的焦點。我們知道，石油的能源替代品相當之多，如生物柴油、乙醇燃料、煤