الصين والولايات المتحدة في سباق لإنشاء أول طاقة دمج نووية على نطاق الشبكة. بعد عقود من القيادة الأمريكية ، تلحق الصين بالركب من خلال إنفاق مرتين وبناء مشاريع بسرعة قياسية.
غالبًا ما يطلق عليه الكأس المقدسة للطاقة النظيفة ، يخلق الاندماج النووي أربع مرات أكثر طاقة لكل كيلوغرام من الوقود من الانشطار النووي التقليدي وأربعة ملايين مرة أكثر من حرق الفحم ، مع عدم وجود غازات دفيئة أو النفايات المشعة طويلة الأجل. إذا كان كل شيء يخطط ، فسيكون ذلك على الأقل 1 تريليون دولار السوق بحلول عام 2050 ، وفقا لأبحاث الاشتعال.
هناك مشكلة كبيرة واحدة فقط.
وقال دينيس وايت ، أستاذ العلوم النووية والهندسة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “إن محطات توليد الطاقة الوحيدة الوحيدة في الكون هي نجوم”.
كانت الولايات المتحدة أولاً إلى استخدام الانصهار على نطاق واسع مع اختبار قنبلة الهيدروجين في عام 1952. في العقود السبعة منذ ذلك الحين ، كان العلماء في جميع أنحاء العالم يكافحون لتسخير ردود الفعل في اندماج توليد الطاقة.
تحدث تفاعلات الانصهار عندما تصل ذرات الهيدروجين إلى درجات حرارة متطرفة بما فيه الكفاية التي تدمجها معًا ، وتشكل غازًا فائقًا يسمى البلازما. يمكن تحويل السقيفة الكتلة أثناء العملية ، من الناحية النظرية ، إلى كميات هائلة من الطاقة ، ولكن من الصعب السيطرة على البلازما. تستخدم إحدى الطرق الشعبية مغناطيسًا قويًا لتعليق البلازما والتحكم فيها داخل Tokamak ، وهو جهاز على شكل دونات معدنية. يستخدم آخر الليزر عالي الطاقة ، ويشار إلى بيليه بحجم الفلفل من الوقود ، وضغطه بسرعة وتفجيره.
هكذا قامت الولايات المتحدة بإخراج الإشعال التاريخي الأول للانصهار ، مما ينتج عنه صافي الطاقة الإيجابية في منشأة لورنس ليفرمور الوطنية للإشعال ، أو NIF ، في عام 2022.
هنا ، تزيد وحدة اللمعان pream من طاقة الليزر حيث تتجه نحو الغرفة المستهدفة في تواجه الاشتعال الوطنية.
الصورة مجاملة داميان جيميسون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني
منذ ذلك الحين ، ارتفعت الاستثمار الخاص في الشركات الناشئة في الولايات المتحدة إلى أكثر من 8 مليارات دولار ، ارتفاعًا من 1.2 مليار دولار في عام 2021 ، وفقًا لجمعية صناعة الاندماج. من بين 40 شركة عضو في FIA ، توجد 25 منها في الولايات المتحدة
الطاقة النووية التقليدية ، التي تم إنشاؤها من الانشطار بدلاً من الانصهار ، شهدت أ ارتفاع كبير في الاستثمار نظرًا لأن Tech Big يبحثون عن طرق لملء احتياجات الطاقة المتزايدة من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. أمازونو جوجل و ميتا وقعوا على تعهد للمساعدة الطاقة النووية الثلاثية في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2050.
وقال أندرو هولاند ، الرئيس التنفيذي لشركة FIA: “إذا كنت تهتم بـ AI ، إذا كنت تهتم بقيادة الطاقة … فيجب عليك القيام بالاستثمارات في الانصهار”. “هذا شيء إذا لم تقود الولايات المتحدة ، فإن الصين ستفعل”.
المال والحجم والسرعة
في حين أن الولايات المتحدة لديها محطات الطاقة النووية الأكثر نشاطًا ، الصين هي ملك المشاريع الجديدة.
على الرغم من مفاعلها الأول على مفاعلها الأول بعد ما يقرب من أربعة عقود بعد أن كانت الولايات المتحدة رائدة في التقنية ، فإن الصين الآن تبني محطات توليد الطاقة أكثر بكثير من أي دولة أخرى.
دخلت الصين الانصهار سباق في أوائل العقد الأول من القرن العشرين ، بعد حوالي 50 عامًا من الولايات المتحدة ، عندما انضمت إلى أكثر من 30 دولة للتعاون في اندماج مفاعل النوى الحراري الحراري الدولي مشروع Megaproject في فرنسا. لكن ITER منذ ذلك الحين ضرب التأخيرات الرئيسية.
السباق على الدول الفردية ، لكن القطاع الخاص الأمريكي يبقى في المقدمة. من بين 8 مليارات دولار في استثمارات Global Private Fusion ، فإن 6 مليارات دولار في الولايات المتحدة ، وفقًا لـ FIA.
أنظمة اندماج الكومنولث ، وهي شركة ناشئة ولدت خارج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، لديها أثار أكثر المال ، ما يقرب من ملياري دولار من أمثال بيل جيتس وجيف بيزوس وجوجل.
جمعت Helion ومقرها واشنطن مليار دولار من مستثمرين مثل Open AI’s Sam Altman و A. صفقة طموحة للغاية مع Microsoft لتقديم طاقة الانصهار إلى الشبكة بحلول عام 2028. تدعم جوجل TAE Technologies جمعت 1.2 مليار دولار.
وقال ميشل بيندرباور ، الرئيس التنفيذي لشركة TAE Technologies: “من لديه طاقة غير محدودة بشكل أساسي … يمكن أن يؤثر على كل ما تفكر فيه”. “هذا فكرة مخيفة إذا كان ذلك في أيدي الخطأ.”
عندما يتعلق الأمر بالتمويل العام ، فإن الصين تتقدم.
تضع بكين مبلغًا قدره 1.5 مليار دولار سنويًا في هذا الجهد في حين بلغ متوسط عدد الدولارات الفيدرالية الأمريكية للانصهار حوالي 800 مليون دولار سنويًا في السنوات القليلة الماضية ، وفقًا لما قاله مكتب علوم الطاقة في وزارة الطاقة.
صعد الرئيس دونالد ترامب دعم النووي، بما في ذلك الانصهار ، خلال فترة ولايته الأولى ، واستمر ذلك في عهد الرئيس السابق جو بايدن. من غير الواضح شكل تمويل الاندماج في فترة ولاية ترامب الثانية ، وسط تقليص الحجم الفيدرالي الضخم.
نشر أعضاء مجلس الشيوخ الأمريكيين وخبراء الانصهار أ تقرير في فبراير / شباط يدعو إلى 10 مليارات دولار من الأموال الفيدرالية للمساعدة في منع الولايات المتحدة من فقدان تقدمها.
لكن الولايات المتحدة ربما فقدت بالفعل الصدارة عندما يتعلق الأمر بحجم المفاعل. بشكل عام ، كلما كانت البصمة أكبر ، كلما كان المفاعل أكثر كفاءة يمكن أن يسخن ويحصر البلازما ، مما يزيد من فرص الطاقة الإيجابية الصافية.
تُظهر صورة قمر صناعي من 11 يناير 2025 ، مشروعًا نوويًا ضخمًا في ميانيانغ ، الصين ، والذي يبدو أنه يشمل أربعة خلجان بالليزر تشير إلى قبة احتواء تقريبًا بحجم حقل كرة قدم ، أي حوالي ضعف مرفق الانصهار الوطني الأمريكي.
كوكب مختبر PBC
تُظهر سلسلة من صور الأقمار الصناعية المقدمة إلى CNBC من قبل Planet Labs المبنى السريع في عام 2024 لموقع عملاق جديد ليزر في الصين. وقال ديكر إيفيليث من شركة CNA Core ، إن قبة الاحتواء التي سيحدث فيها تفاعل الانصهار هي ضعف حجم NIF ، مشروع Fusion بالليزر الأمريكي. وقال هولاند من FIA إن موقع الصين هو على الأرجح هجينًا للانصهار.
وقال هولاند: “إن الهجينة الانصهار في الأساس مثل تكرار قنبلة ، ولكن كحفة طاقة. لن تنجح أبدًا ، ولا تطير أبدًا في مكان مثل الولايات المتحدة ، حيث لديك نظام تنظيمي يحدد السلامة”. “لكن في نظام مثل الصين ، حيث لا يهم ما يقوله الأشخاص الذين يعيشون في الجوار ، إذا قالت الحكومة أننا نريد أن نفعل ذلك ، فسنفعل ذلك”.
لقد كان مشروع توكاماك الوطني الحالي في الصين ، شرقًا ، تحديد السجلات، التهدئة مع فرنسا Project West في الشهرين الأخيرين لأطول احتواء على الإطلاق للبلازما داخل المفاعل ، على الرغم من أن هذا علامة فارقة أقل من الطاقة الإيجابية الصافية.
تم تعيين مشروع صيني ضخم آخر تموله الدولة ، Craft ، الوصول إلى الانتهاء هذا العام. سيكون للحرم الجامعي الذي تبلغ مساحته 700 مليون فدان في شرق الصين أيضًا Tokamak جديد يسمى Best والذي من المتوقع الانتهاء في عام 2027.
يبدو أن حرفة الصين تتبع أ نخطط لنا وقال هولندا إن مئات العلماء في عام 2020.
وقال “الكونغرس لم يفعل أي شيء لإنفاق المال لوضع هذا موضع التنفيذ”. “لقد نشرنا هذا الشيء ، وذهب الصينيون ثم بنوه.”
أخبرت شركة Helion Helion شركة Fusion Fusion CNBC أن بعض المشاريع الصينية تقوم بنسخ تصميماتها الحاصلة على براءة اختراع أيضًا.
وقال ديفيد كيرلي ، مؤسس ومدير التنفيذي لشركة هيلون: “الصين ، على وجه التحديد ، نشهد استثمارات من وكالات الدولة للاستثمار في الشركات لتكرار تصميمات الشركات الأمريكية”.
القوى العاملة والمواد
يأتي بدء تشغيل مشاريع Fusion الجديدة في الصين في وقت تركز فيه الجهود الأمريكية إلى حد كبير على ترقية الآلات الحالية ، وبعضها يزيد عمره عن 30 عامًا.
وقال Binderbauer من Tae: “لا أحد يريد العمل على الديناصورات القديمة” ، مضيفًا أن المشاريع الجديدة تجذب المزيد من المواهب. “هناك القليل من هجرة الأدمغة.”
في أوائل العقد الأول من القرن العشرين ، تخفيضات الميزانية إلى أبحاث الانصهار المحلي أجبرت US US USINGS على وقف العمل على آلات جديدة وإرسال الباحثين للتعلم على آلات البلد الآخر ، بما في ذلك الصين.
وقال بوب مومارد ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة الكومنولث فيوجن أنظمة الكومنولث: “بدلاً من بناء أشخاص جدد ، ذهبنا إلى الصين وساعدوهم على بناءهم ، والتفكير ،” أوه ، سيكون ذلك رائعًا. سيكون لديهم المنشأة. سنكون أذكياء حقًا “. “حسنًا ، كان هذا خطأً كبيراً.”
لدى الصين الآن براءات اختراع أكثر من أي بلد آخر ، و 10 أضعاف عدد الدكتوراه في علوم الانصهار والهندسة مثل الولايات المتحدة ، وفقا ل تقرير من نيكي آسيا.
وقال بيندرباور “هناك مجموعة محدودة في الغرب تتنافس عليها جميع الشركات”. “هذا قيد أساسي.”
من المقرر أن يتم تجميع SPARC Tokamak أنظمة SPARC Tokamak في ديسمبر 2024 في ديفينز ، ماساتشوستس ، باستخدام مغناطيس توصيل فائق للوصول إلى اشتعال الانصهار في عام 2027.
أنظمة الانصهار الكومنولث
إلى جانب القوى العاملة ، تحتاج مشاريع الاندماج إلى كمية كبيرة من المواد ، مثل مغناطيس الطاقة العالي والمعادن المحددة والمكثفات وأشباه الموصلات. وقال كيرليز هيلون إن الجدول الزمني لأحدث النموذج الأولي للشركة ، Polaris ، تم تعيينه بالكامل من خلال توفر أشباه الموصلات.
تقوم الصين بالتحركات إلى ركن سلسلة التوريد للعديد من هذه المواد ، في مسرحية مماثلة لكيفية السيطرة عليها الطاقة الشمسية و EV البطاريات.
وقال كيرلي: “الصين تستثمر عشرة أضعاف معدل الولايات المتحدة في تطوير المواد المتقدمة”. “هذا شيء يجب علينا تغييره.”
أخبرت شركة Fusion Fusion Fusion Sergarity ومقرها شنغهاي CNBC في بيان أنها “بلا شك” تستفيد من “سلسلة التوريد الفعالة” في الصين. في يونيو ، قالت شركة Energy Singularity إنها خلقت البلازما بنجاح في وقت قياسي ، بعد عامين فقط من بدء تصميم Tokamak.
لا يزال هذا بعيدة كل البعد عن الوصول إلى قوة الاندماج التجارية على نطاق الشبكة. تهدف Helion إلى أن تكون لأول مرة بهدف عام 2028. وقد أعلنت الكومنولث عن الموقع في فرجينيا حيث تخطط لجلب أول محطة توليد الكهرباء ، ARC ، عبر الإنترنت في أوائل الثلاثينيات.
وقالت معهد ماساتشوستس للتكن “خط النهاية هو في الواقع صناعة اندماج ناضجة تنتج منتجات للاستخدام في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك في مراكز الذكاء الاصطناعي.”
Watch: https://www.cnbc.com/video/2025/03/14/china-is-catching-the-us-in-nuclear-fusion-amid-ai-power-demand.html
