核聚变：美国取得了历史性成果，但仍有许多技术挑战需要克服

这 气候危机每周综述 以及大气中二氧化碳含量的数据。

经过半个多世纪的核聚变研究，美国取得了一项重大突破，可能为未来大量清洁能源铺平道路。加利福尼亚州美国国家点火设施的研究人员表示，他们的聚变实验释放的能量比实验室巨大的高功率激光器泵出的能量还要多。这是一项历史性成就，被称为点火或能量增益。事实上，到目前为止，世界各地进行的实验所需的能量比其产生的能量还要多。然而，《卫报》写道，这并不意味着我们处于能源乌托邦之中。这项技术还远未准备好转化为发电厂，它不会对气候危机产生任何立竿见影的影响，但正如前面提到的，这是科学研究的一大进步，表明核聚变是实现核聚变的一条可行途径。满足地球不断增长的能源需求，复制太阳中心数十亿年来发生的反应。

突发新闻：这是一个酝酿了数十年的公告。

2022 年 12 月 5 日，能源部的一个团队 @利弗莫尔实验室 通过实现聚变点火创造了历史。

这一突破将永远改变清洁能源和美国国防的未来。 pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ

- 我们。能源部（@ENERGY） 2022 年 12 月 13 日

美国国家核安全局（NNSA）的吉尔·赫鲁比（Jill Hruby）评论道，美国“朝着可能彻底改变世界的清洁能源迈出了试探性的第一步”。仅一公斤由重质氢（称为氘和氚）组成的聚变燃料就可以提供相当于 1000 万公斤化石燃料的能量，并且不会释放温室气体或放射性副产品。

这些实验是在国家点火设施进行的，该设施是位于加利福尼亚州圣何塞附近的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一个大型综合体，旨在进行实验，以简单和微型的方式重现核弹内部释放的过程，使美国能够维持不通过核试验获得核弹头，并研究核聚变和清洁能源。

为了实现这些反应，研究人员向一个厘米长的金圆柱体（称为“黑腔”）发射多达 192 束巨型激光。强烈的能量将容器加热到超过 300 万摄氏度（比太阳表面还热），并用 X 射线将胡椒粒大小的固态氘和氚球体炸裂。X射线会引发类似火箭的内爆，将温度和压力提升到只有在恒星、巨行星和核爆炸内部才能看到的极端水平。内爆速度达到每秒 400 公里，并引起氘和氚的聚变。

在最新的实验中，研究人员发射了约2兆焦耳的激光能量，产生的中子产生了约3兆焦耳的能量，导致能量增益约50%。“产生能量所需的时间比光传播一英寸所需的时间还要短[编辑, ，2 1/2 厘米]，”国家核安全局的马文·亚当斯博士说。

对于释放的绝对能量来说，这并不是一个令人兴奋的结果， 观察 于 监护人 阿瑟·瑟雷尔（Arthur Thurrell），《星际建造者：核聚变和为地球提供动力的竞赛”：“不多，只够开几个水壶。”这一发现令人兴奋，因为“这是第一个科学证据表明聚变可以产生比输入更多的能量输出。从很多方面来说，这一核发现是所有核聚变科学家一直在等待的。在此之前，他们甚至不能说科学原理是经验事实。”

显然，瑟雷尔继续说道，“这并不意味着我们可以使用的聚变能已经成为现实。这是单个实验的单个结果。”事实上，要使这种能源更容易获取和可持续，仍有许多技术挑战需要克服。作为 他总结说 阿尔 监护人 伦敦帝国理工学院核材料学者马克·温曼博士表示，这一成果是“一项了不起的科学发现，是我们70年来从未实现过的尝试”，但“仍然有许多挑战需要面对：如何从系统中获取能源，如何将能源维持足够长的时间以使其发挥作用，如何扩大能源规模，以及能源是否足够便宜以与其他能源竞争。”

“商业上可行的工厂每次能量输入产生的能量输出是 30 倍 (30 倍)，而不是本实验中看到的 1.54 倍，”Thurrell 解释道。即使释放了如此多的能量，仍然需要克服工程和经济方面的挑战，例如每秒发射激光 10 次，而不是每天一次。此外，巨型激光器甚至可能不是获得廉价聚变能源的最佳方式：正在探索使用磁场捕获 150 mC 燃料的有前途的替代方法。然后是球体的成本。美国实验中使用的那些装置花费了数万美元，但对于一个可行的发电厂来说，它们应该花费几美分。另一个问题是如何将能量以热量的形式释放出来。

一些 他们还强调 为激光器提供动力所需的大约 300 兆焦耳并未包含在聚变产生的能量的计算中，但是 - Thurrell 进一步解释说 - 该工厂的设计只是为了证明科学可行性：“在没有达到这一里程碑之前，没有政府会资助原型发电厂，而这一实验成果与发电厂之间还有很长的路要走。”

还有发电厂的问题。虽然核聚变的物理原理已广为人知，但创建一个正常运行的反应堆的工程挑战是巨大的，而且目前的成本极高， 写 新科学家 在一篇评论这一发现的文章中。我们几十年来一直依赖的经过验证的核裂变工厂大约需要五年时间才能建成。聚变反应堆可能需要更长的时间。

因此，这个结果仍然没有让我们更接近电网所需聚变能源的可用性，但是——使用瑟雷尔在 监护人 ——就像有人突然在我们耳边吹喇叭，告诉我们：“这是可以做到的！”。

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室主任金·布迪尔博士表示，只要有足够的投资，“几十年的研究就可以让我们有能力建造一座发电厂。”他补充说，牛津郡欧洲联合环面（JET）所使用的基于替代技术的发电厂可能会更快建成。

“在某种程度上，一切都在改变；牛津大学物理学教授兼牛津高能量密度科学中心主任贾斯汀·沃克 (Justin Wark) 解释道：“这个结果证明了大多数物理学家一直相信的事情：实验室中的融合是可能的。然而，建造商业反应堆等设施需要克服的障碍是巨大的，不应被低估。”在谈到《泰晤士报》时，他补充道：“问需要多长时间才能克服未来的技术挑战，就像问莱特兄弟需要多长时间才能建造一架在首次飞行后立即跨越大西洋的飞机。我理解每个人都想认为这是解决能源危机的伟大解决方案。事实并非如此，任何肯定的说法都是误导。聚变不太可能足够快地产生影响当前的气候变化危机，因此我们绝不能放弃这样做的努力。”

沃克总结道，最新的结果表明“基础科学是有效的——物理定律不会阻止我们实现目标——问题是技术性的和经济性的”。

保护30%陆地和海洋的计划使COP15参与者对生物多样性产生了分歧：“如果没有土著人民，30x30 的目标就无法实现”

到 2030 年保护 30% 陆地和海洋 (30x30) 的目标是正在加拿大蒙特利尔举行的 COP15 生物多样性公约的焦点，但如何实现这一目标 尚未达成共识 在峰会的参与者中。核心问题之一是尊重土著居民的权利，他们几千年来一直是自然区域的守护者，但正是因为保护区的建立而被迫放弃其领土。土著人民约占世界人口的 5%，但保护着剩余生物多样性的 80%。COP15 期间使用的语言似乎满足了土著人民和当地社区 (IPLC) 的需求。人们谈论“基于权利的保护”，但在目前的草案文本中（将于 12 月 17 日会议结束时完成），IPLC 在 30x30 范围内的作用仍然存在争议。许多人都持谨慎态度——他们的损失最大。

“由于保护区的扩大或建立，土著人民的权利受到侵犯、被杀害、流离失所、灭绝，发生了非常非常痛苦的故事，”土著坎卡纳伊戈罗特组织成员詹妮弗·科普兹 (Jennifer Corpuz) 说。菲律宾北部人民，国际土著生物多样性论坛代表。“我们作为原住民来到这里，是要传达这样一个信息：如果不充分反思、尊重和保护原住民的权利，我们就无法实现雄心勃勃的保护目标……如果没有土著人民，我们就无法实现 30x30 的目标。”

“世界各地的手工渔民告诉我们，他们正在与海洋保护区作斗争：在某些情况下，它们以保护的名义被转移”， 他补充道 阿尔 监护人 Centro Crocevia Internazionale 的阿梅莉·塔佩拉 (Amélie Tapella)。不包括这些社区可能会失去宝贵的知识和技能。“如果政府只专注于创建海洋保护区，而不咨询手工捕鱼社区或委托他们直接管理，我们将失去他们独特的知识，而这些知识使我们能够找到人与自然共存世界的钥匙”。

例如，在印度尼西亚的珊瑚三角区，6 月份进行的一项研究比较了海洋保护区的不同管理方式，发现允许土著人民参与其管理比实施严厉制裁产生更多的生物量。在英国，可持续食品信托基金发现，手工渔民尽管雇用的人数是工业渔民的十倍，但对环境的影响较小，因为他们使用的燃料少得多，产生的碳排放也少。

亚洲原住民公约代表、尼泊尔人拉克帕·努里·夏尔巴 (Lakpa Nuri Sherpa) 表示，只要遵循“自上而下”的方法，达成的解决方案就不会是“解决方案”。“至关重要的是，本着真正的伙伴关系精神，给予土著人民和当地社区信任和尊重。这种方法正在南非东开普省圣约翰港进行测试：这是一个“自下而上”的合作项目，将社区和政府视为资源保护的平等合作伙伴。该试点项目由世界自然基金会南非分会牵头，将为捕捞界提供更好的东海岸龙虾（当地低价品种）市场的机会，以换取他们致力于更可持续的捕捞方式。

与此同时，各国政府 他们仍然分裂 关于如何取消对不可持续的渔业和农业等有害活动的补贴。欧盟支持将有害补贴转向保护自然活动以及到 2025 年取消有害补贴的提议，但中国和日本等国家反对完全取消补贴。阿根廷是世界上最大的肉类生产国之一，支持取消有害补贴，但质疑世界有效调整补贴方向的能力，将其视为一种“创造性会计”形式，以证明当前补贴的合理性。

欧盟就碳边界调整机制达成协议

经过通宵谈判，欧盟已就碳边界调整机制达成一致。措施、报告 路透社, ，将对进口钢铁和水泥等污染商品产生的二氧化碳[CO2]排放征收关税。迄今为止，这是同类税收中独一无二的，旨在支持欧洲工业的脱碳之路。将这些材料进口到欧盟的公司将被要求购买证书以涵盖其隐含二氧化碳排放量。该机制旨在对欧盟国家的海外企业和工业适用相同的二氧化碳成本，这些企业和工业在污染时已经需要从欧盟碳市场购买许可证。这一决定可能会对美国制造商产生破坏性影响， 写 这 华尔街日报. [在这里继续阅读]

国际能源署警告天然气：“明年欧盟可能会发现自己陷入比今年更严重的能源危机”

国际能源署（IEA）表示，欧盟今年冬天有足够的天然气，但如果俄罗斯进一步削减供应，而中国的天然气需求从大流行封锁导致的低点中恢复过来，明年可能会面临短缺，并敦促各国政府更快地采取行动节约能源并扩大可再生能源。根据 IEA 的数据，到 2023 年，欧盟可能面临 270 亿立方米 (bcm) 的天然气赤字。[在这里继续阅读]

巴西金矿开采者在亚马逊雨林中挖掘了一条非法“秘密道路”

近几个月来，巴西矿业黑手党在丛林中挖掘了一条长达 120 公里的秘密道路，将挖掘机偷运进入，并在本应受到保护的土地上寻找黄金。这是一项调查得出的结论 监护人. 。“我们相信至少有四台挖掘机，这使得亚诺马米地区的采矿业达到了一个新的水平，达到了巨大破坏的程度，”领导巴西与委内瑞拉边境沿线勘察任务的绿色和平组织环保人士丹尼利·德阿吉亚尔(Danicley de Aguiar)说。挖掘机的到来是长达半个世纪的攻击的最新篇章，该攻击由强大的、有政治关系的采矿集团发起，摧毁了亚诺马米村庄，并在 2018 年雅伊尔·博尔索纳罗当选总统后加剧。[在这里继续阅读]

能源转型关键矿物的开采对土著居民的影响

工业采矿对土著人民和农民土地的影响众所周知。对关键能源转型矿物 (ETM) 的需求不断增长可能会催生新一代采矿项目，其中工业和能源利益与环境和社会可持续性将再次发生冲突。根据发表在 自然可持续性, 随着全球能源系统迅速向可再生能源转型，至少 30 种矿物和金属将构成这一转型的物质基础。至关重要的是，政治领导人必须意识到这种紧张局势，并坚持在制定减缓气候变化决策时考虑到土著人民和农民的权利。[在这里继续阅读]

北极熊和气候变化：科学怎么说？

北极熊被困在融化的海冰上的形象经常被用作世界气候迅速变化的象征。不过，时不时有媒体声称北极熊的情况可能并没有那么严重。但根据分析 碳简介 科学界的共识是明确的：随着北极海冰融化，北极熊发现捕猎、交配和繁殖变得更加困难。[在这里继续阅读]

预览图像： 达米安·杰米森/NIF