Tiongkok Semakin Dekat untuk Menguasai Energi Bersih Tanpa Batas

Kota Shanghai yang ramai menandai perayaan nasional dengan pertunjukan cahaya terkenal di dunia , yang menerangi gedung pencakar langit dengan warna-warna cemerlang.

Di sinilah para ilmuwan dan insinyur bekerja sepanjang waktu untuk mengejar hal besar berikutnya dalam teknologi global, mulai dari internet 6G dan AI canggih hingga robotika generasi mendatang. Di sinilah pula sebuah perusahaan rintisan kecil bernama Energy Singularity sedang mengerjakan sesuatu yang luar biasa: energi fusi.

Energi fusi adalah energi yang dihasilkan dalam reaksi fusi nuklir. Energi ini merupakan kebalikan dari reaksi fisi yang digunakan dalam reaktor nuklir atau senjata atom saat ini.

Fusi nuklir, proses yang menggerakkan matahari dan bintang-bintang lainnya, sulit direplikasi di Bumi. Beberapa negara telah mencapai fusi nuklir, tetapi mempertahankannya cukup lama untuk penggunaan di dunia nyata masih sulit dicapai.

Kota Shanghai di malam hari. Foto: New York Times

Reaksi fusi nuklir terkendali melepaskan energi sekitar 4 juta kali lebih banyak daripada pembakaran batu bara, minyak, atau gas, dan 4 kali lebih banyak daripada fisi, jenis tenaga nuklir yang digunakan saat ini. Reaksi ini tidak akan dikembangkan tepat waktu untuk memerangi perubahan iklim dekade ini, tetapi bisa menjadi solusi untuk pemanasan global di masa depan.

Pemerintah Tiongkok menggelontorkan dana untuk proyek ini, memperkirakan akan menginvestasikan antara $1 miliar hingga $1,5 miliar per tahun untuk fusi, menurut Jean Paul Allain, kepala Kantor Ilmu Energi Fusi di Departemen Energi AS. Sebagai perbandingan, pemerintah AS menghabiskan sekitar $800 juta per tahun.

Perusahaan swasta di kedua negara optimis bahwa mereka dapat menghadirkan tenaga fusi ke jaringan listrik pada pertengahan tahun 2030-an, meskipun masih ada tantangan teknis besar yang harus dihadapi.

Tokamak "Matahari Buatan"

Fusi nuklir adalah proses yang sangat kompleks yang melibatkan penyatuan dua inti atom yang biasanya saling tolak. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan meningkatkan suhu di dalam tokamak hingga 150 juta derajat Celcius, 10 kali lipat suhu inti matahari.

Ketika mereka berfusi, inti atom melepaskan sejumlah besar energi dalam bentuk panas, yang kemudian dapat digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.

Perusahaan rintisan Energy Singularity yang berbasis di Shanghai telah membangun tokamak-nya sendiri dalam tiga tahun, lebih cepat daripada reaktor mana pun yang pernah dibangun. Tokamak adalah mesin silinder atau toroidal yang sangat kompleks yang memanaskan hidrogen hingga suhu yang sangat tinggi, menciptakan plasma tempat fusi nuklir berlangsung.

Plasma terkurung dalam tokamak Energy Singularity selama percobaan. Foto: Energy Singularity

Energy Singularity telah menerima lebih dari $112 juta dalam investasi swasta dan juga telah mencapai yang pertama di dunia: tokamak perusahaan saat ini adalah satu-satunya tokamak yang menggunakan magnet canggih dalam eksperimen plasma.

Disebut superkonduktor suhu tinggi, magnet ini lebih kuat daripada magnet tembaga yang digunakan dalam tokamak lama, yang memungkinkan tokamak yang lebih kecil menghasilkan energi fusi sebanyak tokamak yang lebih besar, dan mereka dapat membatasi plasma dengan lebih baik.

Perusahaan tersebut mengatakan pihaknya berencana untuk membangun tokamak generasi kedua untuk menunjukkan bahwa metodenya layak secara komersial pada tahun 2027, dan berharap untuk memiliki perangkat generasi ketiga yang dapat memasok listrik ke jaringan listrik pada tahun 2035.

Dengan dana yang digelontorkan Tiongkok untuk penelitian, konsep tokamak berkembang pesat. Tokamak EAST Tiongkok di Hefei telah mempertahankan plasma tetap stabil pada suhu 70 juta derajat Celcius, lima kali lebih panas daripada inti Matahari, selama lebih dari 17 menit, sebuah rekor dunia dan terobosan yang luar biasa.

Teknologi laser

Sementara China berlomba-lomba membangun reaktor tokamak, AS menemukan keunggulan dalam teknologi lain: laser.

Pada akhir 2022, para ilmuwan di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California menembakkan hampir 200 laser ke dalam silinder berisi kapsul bahan bakar seukuran biji merica, eksperimen pertama di dunia yang berhasil menghasilkan energi fusi bersih. Energi yang dilepaskan dari proses ini lebih besar daripada energi yang digunakan untuk memanaskan kapsul tersebut.

Bagian dari sistem laser di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, tempat para ilmuwan berhasil "menyalakan" reaksi fusi. Foto: Damien Jemison

Masih banyak cara lain untuk mencapai fusi nuklir, dan AS bertaruh pada berbagai teknologi.

"Mungkin ada lebih dari satu cara, dan kami belum tahu persis cara mana yang terbaik" untuk mendekati energi fusi, kata Melanie Windridge, seorang fisikawan plasma di Inggris. Ia mengatakan hal itu akan bergantung pada biaya dan faktor-faktor lain dalam jangka panjang, tetapi bersikeras bahwa tokamak adalah konsep yang paling banyak dipelajari.

Meskipun pemerintah Tiongkok telah menggelontorkan dana untuk fusi nuklir, Amerika Serikat telah menarik lebih banyak investasi swasta. Secara global, sektor swasta telah menghabiskan $7 miliar untuk fusi nuklir dalam tiga hingga empat tahun terakhir, dengan sekitar 80 persen berasal dari perusahaan-perusahaan AS, menurut Allain.

Tetapi jika pemerintah Cina terus berinvestasi lebih dari $1 triliun setahun, angka itu dapat segera melampaui pengeluaran AS, bahkan di sektor swasta.

Dan jika investasi itu membuahkan hasil, perayaan penuh warna di Shanghai akan memberikan China tampilan yang benar-benar baru.

Hoai Phuong (menurut CNN)

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