Пока вы читаете эти строки, в одном из округов Вирджинии закладываются основы того, что может стать будущим человеческой энергетики. Это не солнечная электростанция и не ветряная электростанция. Это нечто гораздо более амбициозное: первая электростанция в коммерческий ядерный синтез мира. Да, вы правильно поняли. Мы говорим об использовании энергии звезд здесь, на Земле, и не в далеком будущем, а в следующем десятилетии.
Новость обошла весь мир, когда Компания Commonwealth Fusion Systems объявила о планах строительства этой электростанции в округе Честерфилд. Но что делает все это еще более невероятным, так это то, что это не обещание на 2080 год: мы говорим о начале 2030-х годов.
Коммерческий ядерный синтез: момент, которого мы ждали
Боб Мамгаард, генеральный директор Commonwealth Fusion Systems, не стесняется в выражениях, описывая этот исторический момент. «К началу 2030-х годов, — сказал он в своем заявлении, — все взоры будут прикованы к региону Ричмонд как к месту зарождения коммерческой термоядерной энергетики». Это не риторика: за этими словами стоят собрано более 2 миллиардов долларов от таких инвесторов, как Билл Гейтс, Джефф Безос и Джордж Сорос.
Но они не одиноки в этой гонке со временем. По ту сторону океана, Клаудио Дескальци Eni заявила что «в 2025 году будет первый пилотный проект, и если он сработает, то в 2030 году у нас будет первый коммерческий продукт». Время, которое заставляет содрогнуться от дерзости (и совсем не убеждает меня), учитывая, что мы говорим об искусственном воспроизведении процесса, приводящего в действие Солнце.
Само Содружество завершает строительство SPARC, демонстрационного реактора, который должен произвести первую плазму в 2026 году. Если все пойдет по плану, SPARC проложит путь для ARC — первой электростанции, которая будет подавать термоядерную энергию в электрическую сеть.
Деньги говорят, или скорее: они кричат
когда Фил Ларошель Breakthrough Energy Ventures сравнивает термоядерный синтез «к моменту в истории человечества, сравнимому с открытием огня» — это, пожалуй, преувеличение. А может и нет. Числа говорят четко: В 7,3 году объем частной поддержки технологий термоядерного синтеза во всем мире превысил 2024 млрд долларов США, увеличившись на 1,1 млрд по сравнению с предыдущим годом.
Чтобы дать вам представление о лихорадке, охватившей Кремниевую долину и ее окрестности: только Commonwealth Fusion Systems привлекла больше финансирования, чем любая другая фирма, занимающаяся слиянием, превысив 2 млрд долларов. Среди инвесторов, как уже упоминалось, вы найдете настоящий список тех, кто имеет значение в мире технологий: помимо уже упомянутых Гейтса, Безоса и Сороса, Есть Google, Salesforce и Equinor, норвежская энергетическая компания.
Как работает коммерческий ядерный синтез?
Но что именно мы пытаемся построить? Коммерческий ядерный синтез — это противоположность делению, которое мы знаем по нынешним электростанциям. Вместо того чтобы расщеплять тяжелые атомы урана, мы соединяем очень легкие ядра (дейтерий и тритий, изотопы водорода) и получаем гелий. В ходе этого процесса выделяется чудовищное количество энергии: именно этим Солнце и занимается уже 4,6 миллиарда лет.
Хитрость в том, чтобы заставить это работать в коробке на Земле. Технология использует сверхпроводящие магниты. для удержания плазмы при температуре 100 миллионов градусов по Цельсию в камере в форме пончика, называемой токамак. Эти магниты — настоящий технологический скачок: Содружество успешно испытал ВТСП магниты (Высокотемпературный сверхпроводник), который позволяет строить более компактные и эффективные реакторы.
И когда я говорю «меньше», мы все еще говорим о электростанция мощностью 400 мегаватт, что достаточно для обеспечения электроэнергией примерно 150.000 XNUMX домов. Неплохо для первой попытки укротить звезду.
Три испытания, которые заставят ваши запястья дрожать
Конечно, не все то золото, что блестит. Первое препятствие Название звучит безобидно, но за ним скрывается головокружительная стоимость: тритий. Этот изотоп водорода может стоить до 30.000 XNUMX долларов за грамм., что делает топливо дороже золота. Хорошей новостью является то, что бомбардировка лития нейтронами производит тритий, поэтому будущие электростанции должны быть самодостаточными.
Вторая проблема все более приземленно: деньги. Проект ИТЭР, многонациональный гигант, строящийся во Франции, столкнулся с задержками, а расходы взлетели до 25 миллиардов долларов.. Первые операции с дейтерием-тритием перенесено на 2039 год, спустя девять лет после первоначальных предсказаний.
Третья задача Это чисто инженерное дело, но от этого не менее сложное: создать плазму, которая производит больше энергии, чем необходимо для обеспечения реакции. Эндрю Кристлиб По оценкам Министерства энергетики США, на решение всех инженерных проблем потребуется не менее 20 лет.
Италия не стоит и не наблюдает
Наша страна решила разыграть свои карты в этой глобальной игре. DTT строится на ENEA во Фраскати (Испытательный центр «Дивертор-Токамак»), инвестиции стоимостью полмиллиарда евро в двадцати километрах от Колизея. Неплохо как направление для будущего энергетики.
Но он сделал самый смелый шаг Eni, что стал владельцем контрольного пакета акций Commonwealth Fusion Systems, что ставит Италию в центр гонки коммерческих термоядерных технологий. И это еще не все: Управление по атомной энергии Великобритании объявило о партнерстве с Eni построить крупнейший в мире завод по производству тритиевого топливного цикла.
Когда мы сможем закрыть угольные электростанции?
Прогнозы осторожно оптимистичны. На разных стадиях разработки находятся не менее 20 проектов термоядерных установок. Сроки завершения проекта — от 2030 до 2055 года. Самые смелые, такие как Commonwealth, нацеливаются на начало 2030-х годов. Более осторожные говорят о 2050 году.
Как здесь подчеркнуто, «Энергия термоядерного синтеза ускоряется к коммерциализации. Вопрос уже не «если», а «когда». Деннис Уайт Массачусетского технологического института, соучредитель Содружества, у него нет сомнений:
«Это будет переломный момент для термоядерной энергетики. Цель — построить тысячи таких заводов и изменить мир».
Коммерческий ядерный синтез: будущее стучится в дверь
Такое ощущение, что мы переживаем момент коммерческого ядерного синтеза в духе SpaceX. Подобно тому, как Илон Маск преобразовал космическую отрасль, теперь у нас есть новое поколение предпринимателей, которые хотят преобразовать энергетику. Отрасль, в которой с 60 года появилось более 2019% частных компаний..
Ставки очень высоки: практически неограниченный, чистый и безопасный источник энергии, способный заменить ископаемое топливо. Если обещания сбудутся, то примерно через пятнадцать лет мы будем рассказывать своим детям, как мы делали это раньше, когда энергия поступала из угля и нефти.
Но, пожалуй, самое невероятное то, что все это может произойти гораздо раньше, чем мы думаем. Будущее энергетики уже не является отдаленным обещанием: оно зарождается в округе Вирджиния, в двадцати километрах от Рима, и в десятках лабораторий, разбросанных по всему миру. Впервые в истории человечества зажигание звезды на Земле больше не кажется таким далеким. Напротив.
