סין מתקרבת לשליטה במקורות אנרגיה נקיים בלתי מוגבלים

העיר שנגחאי התוססת מציינת חגיגות לאומיות עם מופעי אורות מפורסמים בעולם , המאירים גורדי שחקים בצבעים עזים.

זה המקום שבו מדענים ומהנדסים עובדים מסביב לשעון כדי לקדם את הדבר הגדול הבא בטכנולוגיה הגלובלית, החל מאינטרנט 6G ובינה מלאכותית מתקדמת ועד לרובוטיקה מהדור הבא. זה גם המקום שבו סטארט-אפ קטן בשם Energy Singularity עובד על משהו יוצא דופן: אנרגיית היתוך.

אנרגיית היתוך היא אנרגיה המופקת בתגובות היתוך גרעיני. זוהי תגובת הביקוע המשמשת בכורי אנרגיה גרעיניים או בנשק אטומי של ימינו.

היתוך גרעיני, התהליך שמפעיל את השמש וכוכבים אחרים, קשה לשכפל בכדור הארץ. מספר מדינות השיגו היתוך גרעיני, אך קיומו מספיק זמן לשימוש בעולם האמיתי נותר חמקמק.

שנגחאי בלילה. צילום: ניו יורק טיימס

תגובת היתוך גרעיני מבוקרת משחררת פי 4 מיליון יותר אנרגיה משריפת פחם, נפט או גז, ופי 4 יותר מביקוע גרעיני, סוג האנרגיה הגרעינית המשמשת כיום. היא לא יפותחה בזמן כדי להילחם בשינויי האקלים בעשור הקרוב, אך היא עשויה להיות הפתרון להתחממות העתידית.

ממשלת סין מזרימה כסף לפרויקט, ומעריכה כי הוא ישקיע בין מיליארד דולר ל-1.5 מיליארד דולר בשנה בהיתוך, כך לפי ז'אן פול אלאן, ראש משרד מדעי אנרגיית ההיתוך במשרד האנרגיה האמריקאי. לשם השוואה, ממשלת ארה"ב מוציאה כ-800 מיליון דולר בשנה.

חברות פרטיות בשתי המדינות אופטימיות שיוכלו להביא אנרגיית היתוך לרשת החשמל עד אמצע שנות ה-2030, למרות האתגרים הטכניים העצומים שנותרו.

טוקמק "שמש מלאכותית"

היתוך גרעיני הוא תהליך מורכב להפליא הכולל דחיסה של שני גרעינים שבדרך כלל דוחים זה את זה. דרך אחת לעשות זאת היא להעלות את הטמפרטורה בטוקאמאק ל-150 מיליון מעלות צלזיוס, פי 10 מטמפרטורת ליבת השמש.

כאשר הם מתמזגים, הגרעינים משחררים כמות גדולה של אנרגיה כחום, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש בה להפעלת טורבינות ולייצור חשמל.

חברת הסטארט-אפ Energy Singularity משנחאי בנתה טוקאמאק משלה בשלוש שנים, מהר יותר מכל כור אחר שנבנה אי פעם. טוקאמאק הוא מכונה גלילית או טורואידלית מורכבת להפליא המחממת מימן לטמפרטורות גבוהות במיוחד, ויוצרת פלזמה שבה מתרחש היתוך גרעיני.

פלזמה כלואה בטוקמק של אנרג'י סינגולריות במהלך ניסוי. צילום: אנרג'י סינגולריות

חברת Energy Singularity קיבלה יותר מ-112 מיליון דולר בהשקעה פרטית וגם השיגה ניסיון ראשון בעולם: הטוקאמאק הנוכחי של החברה הוא הטוקאמאק היחיד המשתמש במגנטים מתקדמים בניסויי פלזמה.

המגנטים, המכונים מוליכי-על בטמפרטורה גבוהה, חזקים יותר ממגנטי הנחושת המשמשים בטוקאמאקים ישנים יותר, מה שמאפשר לטוקאמאקים קטנים יותר לייצר כמות עצומה של אנרגיית היתוך כמו גדולים, והם יכולים לכלוא טוב יותר את הפלזמה.

החברה מסרה כי היא מתכננת לבנות טוקאמאק דור שני כדי להדגים שהשיטה שלה בת קיימא מבחינה מסחרית עד 2027, ומצפה שיהיה לה מכשיר דור שלישי שיוכל לספק חשמל לרשת החשמל עד 2035.

עם הכסף שסין מזרימה למחקר, רעיון הטוקאמאק מתקדם במהירות. הטוקאמאק המזרחי של סין בחפיי שמר על פלזמה יציבה על 70 מיליון מעלות צלזיוס, פי חמישה יותר מליבת השמש, במשך יותר מ-17 דקות, שיא עולם ופריצת דרך מדהימה.

טכנולוגיית לייזר

בעוד שסין מתחרה בקידום כורי טוקאמאק, ארה"ב מוצאת יתרון בטכנולוגיה אחרת: לייזרים.

בסוף שנת 2022, מדענים במעבדה הלאומית לורנס ליברמור בקליפורניה ירו כמעט 200 לייזרים לתוך גליל שהכיל קפסולת דלק בגודל של גרגיר פלפל, הניסוי המוצלח הראשון בעולם לייצור אנרגיית היתוך נטו. האנרגיה ששוחררה מהתהליך הייתה גדולה מהאנרגיה ששימשה לחימום הקפסולה.

חלק ממערכת הלייזר במעבדה הלאומית לורנס ליברמור, שם מדענים הצליחו "להצית" תגובת היתוך. צילום: דמיאן ג'מיסון

ישנן עדיין דרכים רבות אחרות להשיג היתוך גרעיני, וארצות הברית מהמרת על מגוון טכנולוגיות.

"ייתכן שיש יותר מדרך אחת, ואנחנו לא יודעים בדיוק מהי הדרך הטובה ביותר" לגשת לאנרגיית היתוך, אמרה פיזיקאית הפלזמה הבריטית מלאני ווינדרידג'. היא אמרה שזה יהיה תלוי בעלויות ובגורמים אחרים בטווח הארוך, אך התעקשה שהטוקאמאק הוא הקונספט הנחקר ביותר.

בעוד שממשלת סין הזרימה כסף לתעשיית היתוך, ארצות הברית משכה יותר השקעות פרטיות. ברחבי העולם, המגזר הפרטי הוציא 7 מיליארד דולר על היתוך בשלוש-ארבע השנים האחרונות, כאשר כ-80 אחוזים מהם הגיעו מחברות אמריקאיות, לפי אלאן.

אבל אם ממשלת סין תמשיך להשקיע יותר ממיליארד דולר בשנה, נתון זה עשוי בקרוב לעלות על ההוצאות האמריקאיות, אפילו במגזר הפרטי.

ואם ההשקעות הללו ישתלמו, החגיגות הצבעוניות בשנגחאי יעניקו לסין מראה חדש לגמרי.

Hoai Phuong (לפי CNN)

מקור: https://www.congluan.vn/trung-quoc-tien-gan-den-viec-lam-chu-nguon-nang-luong-sach-vo-tan-post313167.html