本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅代表作者观点，不一定代表《大众科学》的观点。
2006年，比尔·盖茨和我一起认真研究了人类在21世纪为自己提供能源的所有选择。当时，全球81%的主要能源（转化为电力、汽油等之前的原始形式）来自化石燃料。你可能还记得，那时的油价飙升。许多分析师实际上非常担心“石油峰值”，以及如果不断增长的需求超过日益减少的供应时，将会出现短缺。
早在2006年，就已经很明显，仅靠节约能源并不能阻止全球变暖、海洋酸化和空气污染。当时大约有15亿人没有电力，但他们肯定想要并且需要电力。世界人口在增长。在世界上的许多地方，人们的生活越来越长，越来越好。他们购买更多的汽车，使用更多的家庭供暖和空调。这一切都将继续下去，而这一切都将需要更多的能源。
太阳能、风能和生物燃料发展迅速，这很好。但我已经看到了未来面临的主要限制：所需的巨大土地面积，以及缺乏可扩展的方法来匹配它们不稳定的电力与社会对能源的不懈需求。无论如何，已经有很多优秀的头脑在致力于改进这些可再生能源。
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但是，似乎存在一个巨大的机会来重新思考核能。世界上运行的大多数反应堆——包括福岛的反应堆，以及美国运行的约100座核电站中的几乎所有反应堆——都是根据滑尺时代的草案设计建造的，并由航空母舰和潜艇上的反应堆改装而来。
学术界和国家实验室的研究人员探索了许多有希望的替代方法。他们已经发表了——在某些情况下甚至制作了原型——改进的设计，这些设计不依赖高压蒸汽或水进行冷却，更有效地利用铀，并更便宜地发电。核工程师现在可以利用强大的计算能力来模拟新的设计，并确定最佳的方案，而无需实际建造测试反应堆。
然而，核工业在很大程度上失去了创新精神。公用事业公司正在利用新技术使现有反应堆比以往任何时候都更加可靠。但几代人过去了，几乎没有任何新的反应堆投放市场。
我不禁想知道：如果我们把最先进的计算技术交到世界上一些最优秀的核物理学家手中，然后给他们设定一个很高的标准，并要求他们在短时间内完成，会发生什么？他们能否发明一种新型核电站，其安全性由基本的物理定律保证？一种产生更少废物——或者更好的是，燃烧现有废物的核电站？一种可以大幅降低运营成本并避免担心核扩散的核电站？想象一下，那将会如何改变世界。
这似乎值得一试。因此，在比尔和其他一些大胆投资者的支持下，我们启动了泰拉能源公司，并投入到努力实现这一目标的艰苦工作中。
现在，12年后的2018年，情况如何？
从好的方面来看，泰拉能源和其他一些核能初创公司已经蓬勃发展，并且正在顺利建造首批反应堆。智库第三种方式在2015年的一份报告中指出，有近50家公司和组织正在从事先进反应堆项目。这种势头吸引了大量年轻的工程人才进入该领域。
但我们需要加快进展速度。自2006年以来，能源技术的最大突破不是我们所寻找的那一个。它被称为水力压裂法，它使天然气变得廉价，并保持了石油的可负担性，同时对电力市场造成了破坏，损害了更清洁的替代品。
与此同时，全球变暖继续向前发展。温室气体排放量持续增长。太阳能和风能也在增长。但是，您知道今天全球主要能源有多少来自化石燃料吗？还是81%——与2006年相同。
尽管所有新的太阳能和风力发电场以及所有新的LED灯泡和混合动力汽车都在不断涌现，但人类对化石燃料的需求却在增长而不是减少，因为我们每年都在使用更多的能源。自2006年以来，中国平均每个人（全年平均）的能源消耗量增长了四分之一，达到3千瓦（kW）。这是非洲人平均能源消耗量（仅为0.5千瓦）的六倍。但这仍然不到美国平均水平的三分之一，美国的平均水平为9.2千瓦，相当于九个烤面包机，全天候运行。
这就是为什么我们开发更好的、所有人都能接受的核能如此至关重要的原因：在本世纪结束之前，我们有充分理由相信，世界上几乎所有人消耗能源的速度至少会和现在的美国人一样快。这包括今天完全没有电的11亿人。
在许多方面，这将是共同梦想的实现，因为能源是赋予人类智慧力量的支点。普遍获得能源可以说是在确保每个孩子都能过上健康、有尊严的生活并实现其人类潜能的最基本要素。
有些人认为，世界目前贫困地区增加能源消耗将是灾难性的。我发现这种论点在道德上是应受谴责的。我们有什么资格说我们的生活方式对我们来说很好，但对其他人来说却不好？
抛开道德不谈，像中国、印度、巴西、印度尼西亚和南非这样的国家的经济发展从长远来看是不可阻挡的。历史表明，社会会组织自身及其机构来保持生活水平的提高，而这会长期内不可避免地推动能源消耗上升。
如果我是对的，那么人类的能源挑战远比大多数人理解的要大得多。将全球平均能源使用量从2017年的2.4千瓦提高到目前美国的9.2千瓦的人均水平，意味着能源产量几乎要增加三倍。如果所有这些新产生的能源都不是以近零的碳排放量产生的，那么气候将会一团糟。
挑战可能比这更大。人类现在大约有75亿人口。联合国人口司预测，到本世纪末，我们这个物种的人数将达到100亿至130亿。我们中的100亿人以目前美国的速度使用能源，相当于全球能源产量比我们今天生产的能源增加五倍。具有讽刺意味的是，降低人口增长率的最强因素之一是繁荣，而繁荣与能源使用高度相关。
当然，目前美国9.2千瓦的平均水平也不是一成不变的。随着我们不断创新，一些技术进步提高了现有设备的能源效率。但这些改进是有限度的。创新也会创造新的能源用途。
例如，当您阅读本文时，数百万台计算机正在由Facebook、亚马逊、谷歌和微软建造的大型数据场中嗡嗡作响，只是在等待您或其他人通过互联网访问它们。一代人以前，没有人会预测服务器中心会成为主要的能源用户。但是今天，谷歌消耗的能源与整个旧金山一样多，而弗吉尼亚州的数据中心能源消耗巨大，并且以每年18%的速度增长。
如果全球能源使用量增加五倍——甚至只增加一部分——成为现实，那么如果不充分利用核能，就不可能满足需求并避免破坏大气层。但是，如果我们依赖滑尺时代的核技术，那将是愚蠢的。没有其他工业部门会这样做。
这就是为什么我们必须加速核能创新步伐的原因。泰拉能源只是全球数十家正在探索新的、更好的反应堆的初创公司之一：大型的、微型的，一些漂浮的，一些在地下运行。其中一些创新设计可以燃烧现有的核废料和铀浓缩的副产品。
现在说哪些想法会成功还为时过早。我希望它们都能成功。但很明显，这种需求是全球性的，而且获胜技术的市场将是巨大的。政府和投资者最好多下注。我们需要提高至少一个项目能够迅速取得巨大成功的几率。