China se aproxima do domínio da energia limpa infinita

A movimentada cidade de Xangai marca celebrações nacionais com shows de luzes mundialmente famosos, iluminando arranha-céus com cores brilhantes.

É aqui que cientistas e engenheiros trabalham 24 horas por dia para buscar a próxima grande novidade em tecnologia global, desde internet 6G e IA avançada até a robótica de última geração. É também aqui que uma pequena startup chamada Energy Singularity está trabalhando em algo extraordinário: energia de fusão.

Energia de fusão é a energia produzida em reações de fusão nuclear. É o oposto da reação de fissão usada nos reatores nucleares ou armas atômicas atuais.

A fusão nuclear, o processo que alimenta o Sol e outras estrelas, é difícil de replicar na Terra. Vários países já conseguiram a fusão nuclear, mas mantê-la por tempo suficiente para uso no mundo real ainda é uma incógnita.

Cidade de Xangai à noite. Foto: New York Times

Uma reação de fusão nuclear controlada libera cerca de 4 milhões de vezes mais energia do que a queima de carvão, petróleo ou gás, e 4 vezes mais do que a fissão, o tipo de energia nuclear usado hoje. Não será desenvolvida a tempo de combater as mudanças climáticas nesta década, mas pode ser a solução para o aquecimento futuro.

O governo chinês está investindo no projeto, estimando que investirá entre US$ 1 bilhão e US$ 1,5 bilhão por ano em fusão, de acordo com Jean Paul Allain, chefe do Escritório de Ciência da Energia de Fusão do Departamento de Energia dos EUA. Em comparação, o governo americano gasta cerca de US$ 800 milhões por ano.

Empresas privadas em ambos os países estão otimistas de que poderão levar energia de fusão à rede até meados da década de 2030, apesar dos enormes desafios técnicos que ainda existem.

Tokamak "Sol Artificial"

A fusão nuclear é um processo incrivelmente complexo que envolve a compressão de dois núcleos que normalmente se repeliriam. Uma maneira de fazer isso é elevar a temperatura de um tokamak para 150 milhões de graus Celsius, 10 vezes a temperatura do núcleo do Sol.

Quando se fundem, os núcleos liberam uma grande quantidade de energia na forma de calor, que pode então ser usada para girar turbinas e gerar eletricidade.

A startup Energy Singularity, sediada em Xangai, construiu seu próprio tokamak em três anos, mais rápido do que qualquer reator já construído. Um tokamak é uma máquina cilíndrica ou toroidal incrivelmente complexa que aquece o hidrogênio a temperaturas extremamente altas, criando um plasma no qual ocorre a fusão nuclear.

Plasma confinado no tokamak da Energy Singularity durante um experimento. Foto: Energy Singularity

A Energy Singularity recebeu mais de US$ 112 milhões em investimentos privados e também alcançou uma inovação mundial: o tokamak atual da empresa é o único a usar ímãs avançados em experimentos de plasma.

Chamados de supercondutores de alta temperatura, esses ímãs são mais fortes que os ímãs de cobre usados ​​em tokamaks mais antigos, permitindo que tokamaks menores gerem tanta energia de fusão quanto tokamaks maiores, além de poderem confinar melhor o plasma.

A empresa disse que planeja construir um tokamak de segunda geração para demonstrar que seu método é comercialmente viável até 2027, e espera ter um dispositivo de terceira geração que possa fornecer energia à rede até 2035.

Com o dinheiro que a China está investindo em pesquisa, o conceito de tokamak avança rapidamente. O tokamak EAST da China, em Hefei, manteve o plasma estável a 70 milhões de graus Celsius, cinco vezes mais quente que o núcleo do Sol, por mais de 17 minutos, um recorde mundial e um avanço incrível.

Tecnologia laser

Enquanto a China avança com reatores tokamak, os EUA estão encontrando vantagem em outra tecnologia: lasers.

No final de 2022, cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, dispararam quase 200 lasers em um cilindro contendo uma cápsula de combustível do tamanho de um grão de pimenta, o primeiro experimento bem-sucedido do mundo a produzir energia de fusão líquida. A energia liberada no processo foi maior do que a energia usada para aquecer a cápsula.

Parte do sistema de laser do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, onde cientistas "iniciaram" com sucesso uma reação de fusão. Foto: Damien Jemison

Ainda há muitas outras maneiras de alcançar a fusão nuclear, e os EUA estão apostando em uma variedade de tecnologias.

"Pode haver mais de uma maneira, e não sabemos exatamente qual é a melhor" para abordar a energia de fusão, disse Melanie Windridge, física de plasma no Reino Unido. Ela afirmou que isso dependeria dos custos e de outros fatores a longo prazo, mas insistiu que o tokamak era o conceito mais bem estudado.

Enquanto o governo chinês investiu em fusão, os Estados Unidos atraíram mais investimentos privados. Globalmente, o setor privado investiu US$ 7 bilhões em fusão nos últimos três a quatro anos, com cerca de 80% vindo de empresas americanas, segundo Allain.

Mas se o governo chinês continuar investindo mais de US$ 1 trilhão por ano, esse valor poderá em breve ultrapassar os gastos dos EUA, mesmo no setor privado.

E se esses investimentos derem resultado, as comemorações coloridas em Xangai darão à China um visual totalmente novo.

Hoai Phuong (de acordo com a CNN)

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