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【獨家】放桌上就能發電!華人團隊Alpha Ring研發「人造太陽」,正打造下一個台積電?

文 / 林士蕙    
2020-08-18
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【獨家】放桌上就能發電!華人團隊Alpha Ring研發「人造太陽」,正打造下一個台積電?
圖/首環創辦人黃耀輝(右四)、李羅權(右二)、執行長Shahi Ghanem(右三)與中經合資深合夥人朱永光(右一)於實驗室合照。中經合提供
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近日,經濟部啟動修法,新增政經因素可以限電的條文,引發「政治限電」的疑慮,這也反映各界對夏日電力短缺的焦慮。但如果有一種新科技,可以放在桌上就能發電,是否用電問題就將迎刃而解?

《遠見》獨家掌握消息,由台灣人與海外華人組成的團隊Alpha Ring(首環國際),研發出一個足以帶來能源革命的新裝置:造價只需數千美元、還能放在桌上!由於技術超車全球業界,Alpha Ring可能一夕顛覆全球10兆美元能源市場,但它們的核心技術「核融合」,究竟是什麼新科技?

其實,號稱「人造太陽」的核融合能源,早已是全球各國海撒預算投入的能源創新,因為它不是傳統核能發電、無污染,只是造價昂貴仍在實驗。不過,許多業界人士卻看好它有潛力成為能源界的台積電,為什麼?

「核融合」是什麼?竟能輕鬆發電、無輻射汙染

回答上述大哉問之前,我們必須先問一個問題:「核融合」是什麼?

簡單來說,我們人類每天都在享受的太陽,它的發光和能量來源,是靠「氫」和「氦」反應燃燒,核融合正是採用了一樣的能量產生原理。

它和傳統的核能發電大不同,目前核能發電是靠鈾元素的分裂來產生能量,會有輻射廢棄物;核融合則相對安全,為什麼?根據科技部網站「科技大觀園」的核融合介紹資訊,核融合反應後的放射線,比現在所謂的核電相對低很多,所以不會有廢料放射性的安全問題。

到底核融合怎麼產生能量?簡單說,是透過兩種氫的同位素、氘(讀音同「刀」)與氚(讀音同「川」)的結合來完成,這些從尋常的海水和岩石中就能提煉出來。而一座可以發出1500百萬瓦特核融合能量的發電廠,一天大約只需要消耗600g的氚和400g的氘,發電效率非常高。

只是要讓核融合成功,需要極高溫的環境來克服所謂的「庫侖障壁」(Coulomb Barrier),也就是得突破那阻止原子核融合在一起的靜電牆。

藍色裝置即為核融合反應器可放於桌上。中經合提供圖/藍色裝置即為核融合反應器可放於桌上。中經合提供

放桌上就能發電!這個新能源裝置只要數千美元?

目前各國多是設計出非常巨大的反應爐,才能成功創造那樣的環境。像是BBC曾報導、中國科學院在安徽合肥的核融合裝置,大小約三層樓高,還需要許多專家來操作,每天光一開啟,就要花15萬美元。

另外,目前由歐盟、日、美、韓、俄與中國等七個國家合作,位在法國所建的世上最大核融合反應爐(ITER),光建置成本就花了高達140億美元,造價都非常昂貴。

相較之下,Alpha Ring所創造的全新核融合能源裝置,設備成本竟然只要花數千美元,光這一點就是非常驚人的進步。至於尺寸,據引領研發的中研院院士、李羅權博士透露,裝置本體才約一顆排球大,放書桌上就可以讓人去輕鬆操作運轉,比起現有其他國家設計,實在超迷你。怎麼辦到的?

Alpha Ring執行長Shahi Ghanem指出,他們的核融合是採用超過數十年自行研發出的專利技術FusioNow,這個技術產生的靜電牆問題相對較小,因此不需要創造一個極高溫的大反應爐、尺寸與成本都低,容易找到可獲利的商業模式來切入市場。

如果不需要蓋大樓一樣大的反應爐才能運轉,像台灣這樣的小島隨處都可建,用電量緊縮的問題就有機會輕鬆解決。

至於發電效率如何?依據創投集團「中經合」所提供的資料,經1849次計次下,在五秒內電漿暴露後產生的粒子,達到的尖峰能源輸出為2.35MeV(電子伏特)。

核融合反應器。中經合提供圖/核融合反應器。中經合提供

下一個台積電?Alpha Ring能帶來新能源革命?

帶來上述科學突破的Alpha Ring,究竟是一個什麼樣的公司?

Alpha Ring International(首環國際)是由華裔物理科學家黃耀輝於2016年創辦,黃耀輝為「美國物理學會」成員和「加州大學洛杉磯分校物理學和天文學」名譽退休教授,曾於1985 年獲頒「美國物理學會卓越獎」(American Physical Society Award for Excellent in Plasma Physics)。他個人擁有超過18個國際性專利,在電漿物理研究上具備少有人能超越的豐厚資歷。

Alpha Ring公司的總部則位在美國加州。不過這個核融合技術FusioNow,是與台灣的李羅權博士合作研發。

李羅權曾任國科會主委,中央大學校長,在太空及電漿物理上有許多創新貢獻,並為中央研究院院士,美國國家工程學院海外院士,2017年亞太物理學會聯盟「錢德拉塞卡電漿物理學獎」(S. Chandrasekhar Prize of Plasma Physics)得主,曾發表的學術論文超過300篇。(2020.8.28更新)

這次研究核融合,他也帶著國內人才一起創新,可說是能源界的「台灣之光」。

目前Alpha Ring由美商中經合集團所投資,中經合董事長劉宇環對這團隊的成果非常驕傲,認為是全球能源創新競賽中的一大進步。

「高性價比、又乾淨環保的核融合能源是可以實現的!」他說,一直很希望幫台灣找到下一個創新產業的他,更希望這樣的超新技術,能在本地奠基壯大,也希望在台灣尋覓到更多人才與資源。

Alpha Ring還未公布正式商轉期程,但已引發創投與能源業界的討論。

究竟Alpha Ring能否以「核融合」帶來新能源革命?第一個關卡,就是台灣長期被汙名化的核電議題。

以核電為新能源的團隊,可能需要拿出更多的科學數據來說服民眾「核融合」跟一般核電的發電原理不一樣,而且可以更安全、更省錢,以此釐清民眾對核安的疑慮。

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