核融合發電未來可能提供穩定且零碳排的電力來源——前提是企業能夠成功建造並營運相關設施。但一項新研究顯示，即使這個未來真的到來，其成本可能也不會太便宜。
技術的價格通常會隨著時間而下降。鋰離子電池的價格如今比 2013 年便宜了約 90%。但從歷史上看，不同的技術經歷這種價格曲線的速度各不相同。而核融合的成本下降速度，可能不如電池或太陽能來得快。
要預測一種尚未存在的技術的成本非常困難。但當數十億美元的公共和私人資金投入其中時，我們有必要思考我們對未來能源組合及其成本的假設。
一個關鍵的衡量指標稱為「經驗率」——能源技術的產能每翻一倍，其成本下降的百分比。經驗率越高，意味著價格下降越快，規模化帶來的經濟效益也越好。
從歷史上看，陸上風力發電的經驗率為 12%，鋰離子電池為 20%，太陽能模組為 23%。其他能源技術的降價速度則較慢——核分裂的經驗率僅為 2%。
在發表於《自然能源》（Nature Energy）的新研究中，研究人員旨在透過估計核融合技術的經驗率，來改善對其未來價格的預測。該團隊檢視了三個與經驗率相關的關鍵特徵：單元尺寸、設計複雜度以及客製化的需求。技術的尺寸越大、越複雜，以及/或越需要為不同用途進行客製化，其經驗率就越低。
研究人員採訪了包括公共部門研究人員和私營企業員工在內的核融合專家。他們請專家根據這些特徵評估核融合發電廠，並利用這些資訊預測經驗率。（在此說明一點：該研究僅關注磁約束和雷射慣性約束這兩種主要的核融合方法，這兩種方法目前獲得了絕大多數的資金。其他方法可能具有不同的成本效益。）
核融合發電廠很可能相對較大，類似於其他依賴產生熱能的設施（如燃煤和核分裂發電廠）。它們可能比太陽能電池板等技術需要較少的客製化——主要是因為法規和安全考量應該會比較簡單——但仍比太陽能電池板等技術需要更多的客製化。至於複雜度，「大家幾乎一致認為核融合極其複雜，」蘇黎世聯邦理工學院能源與技術政策小組的博士候選人 Lingxi Tang 表示，他是該研究的作者之一。（有些專家甚至表示，這已經超出了研究人員提供的評估範圍。）
研究人員建議的核融合經驗率最終數字介於 2% 到 8% 之間，這意味著它的價格下降速度將快於核分裂發電，但不如現今廣泛部署的許多常見能源技術那樣有戲劇性的改善。
這意味著，要讓建造核融合反應爐的價格顯著下降，需要大量的部署——而且可能需要相當長的時間——因此核融合發電廠生產的電力在一段時間內可能會很昂貴。而且，這個速度遠慢於許多現今模型研究所假設的 8% 到 20%。
「總體而言，我認為應該質疑目前對核融合的投資水準，」Tang 說。（美國在 2024 財政年度撥款超過 10 億美元用於核融合，而 2024 年 7 月至 2025 年 7 月期間，私人資金總計達 22 億美元。）「如果你談論的是能源系統的脫碳，這真的是公共資金的最佳用途嗎？」
但一些專家認為，從過去來理解未來能源價格可能會產生誤導。「這是一個很好的練習，但我們必須對我們所不知道的事情保持謙虛，」普林斯頓電漿物理實驗室教授 Egemen Kolemen 說。
他表示，在 2000 年，許多分析師預測太陽能將保持昂貴——但隨後產量爆炸性增長，價格暴跌，這在很大程度上是因為中國全力投入。「當時人們並沒有完全錯，」他補充說。「他們只是將所見的現象外推到未來。」
他表示，價格下降的速度取決於法規、地緣政治動態和勞動力成本：「我們還沒有建造出這個東西，所以我們不知道。」