บริษัทในนิวซีแลนด์ก้าวเข้าใกล้พลังงานฟิวชันไร้ขีดจำกัด

(CLO) ในโกดังสินค้าแห่งหนึ่งในกรุงเวลลิงตัน เมืองหลวงของนิวซีแลนด์ มีบริษัทสตาร์ทอัพแห่งหนึ่งกำลังพยายามสร้างพลังงานของดวงดาวบนโลกขึ้นมาใหม่ โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันชนิดใหม่

พลังงานฟิวชันคืออะไร?

เป้าหมายของบริษัทคือการผลิตพลังงานฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานสะอาดที่แทบจะไร้ขีดจำกัด ซึ่งสร้างขึ้นจากปฏิกิริยาตรงกันข้ามกับพลังงานนิวเคลียร์ ของโลก ในปัจจุบัน

นั่นหมายความว่าแทนที่จะแยกอะตอม ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์จะรวมอะตอมเข้าด้วยกันในลักษณะเดียวกับที่ดวงอาทิตย์ทำ ปฏิกิริยานี้จะก่อให้เกิดพลังงานมหาศาลที่สามารถทำได้โดยใช้ธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล นั่นคือ ไฮโดรเจน

บริษัทในนิวซีแลนด์ก้าวเข้าใกล้พลังงานฟิวชันแบบไม่มีที่สิ้นสุดด้วยเทคโนโลยีใหม่ ภาพที่ 1 — เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันของ OpenStar Technologies ในเวลลิงตัน นิวซีแลนด์ ภาพ: OpenStar Technologies

เมื่อต้นเดือนนี้ OpenStar Technologies ได้ประกาศว่าได้สร้างพลาสมาร้อนจัดที่อุณหภูมิประมาณ 300,000 องศาเซลเซียส ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการผลิตพลังงานฟิวชัน

Ratu Mataira ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของ OpenStar กล่าวว่า “พลาสมาเครื่องแรกถือเป็นช่วงเวลาที่สำคัญมาก” เพราะถือเป็นเหตุการณ์สำคัญที่แสดงให้เห็นว่าระบบของบริษัททำงานได้ดี

เขากล่าวเสริมว่าบริษัทใช้เวลาสองปีและประมาณ 10 ล้านดอลลาร์จึงจะบรรลุเป้าหมายนี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้เทคโนโลยีพลังงานฟิวชันมีราคาถูกลงและรวดเร็วยิ่งขึ้น

OpenStar เป็นหนึ่งในสตาร์ทอัพไม่กี่แห่งที่ผลักดันการวิจัยและพัฒนาพลังงานฟิวชัน โดยมีเป้าหมายเพื่อนำแหล่งพลังงานดังกล่าวไปใช้ในเชิงพาณิชย์ แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการพิสูจน์อย่างสมบูรณ์ก็ตาม

บริษัทพลังงานฟิวชันได้รับเงินทุนสนับสนุนมากกว่า 7.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ตามข้อมูลของสมาคมอุตสาหกรรมฟิวชัน แต่ผู้เชี่ยวชาญเตือนว่าเส้นทางข้างหน้ายังอีกยาวไกลและท้าทาย

ฟิวชัน ซึ่งเป็นกระบวนการเดียวกันที่ใช้ในการผลิตพลังงานให้กับดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นๆ มักถูกเรียกว่า “จอกศักดิ์สิทธิ์” ของพลังงานสะอาด เนื่องจากเป็นพลังงานที่แทบจะไม่มีขีดจำกัด ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และไม่ก่อให้เกิดขยะกัมมันตภาพรังสีอันตราย เช่น ปฏิกิริยาฟิชชันในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบัน

นี่คือก้าวกระโดดครั้งสำคัญในการรับมือกับวิกฤตสภาพภูมิอากาศที่กำลังทวีความรุนแรงขึ้น พลังงานนี้สามารถผลิตพลังงานได้อย่างมีเสถียรภาพและต่อเนื่องโดยไม่จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่จำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าเราสามารถเปลี่ยนไปใช้พลังงานสะอาดได้โดยไม่กระทบต่อวิถีชีวิตปัจจุบันของเรา

อย่างไรก็ตาม การสร้างพลังงานฟิวชันบนโลกถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่มาก

เทคโนโลยีฟิวชั่นใหม่

เทคโนโลยีที่พบมากที่สุดเกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์ที่เรียกรวมกันว่าโทคาแมก ซึ่งบรรจุก๊าซไฮโดรเจน 2 รูปแบบ ได้แก่ ดิวทีเรียมซึ่งพบได้ง่ายในน้ำทะเล และทริเทียมที่สกัดจากลิเธียม

อุณหภูมิภายในโทคาแมกสูงถึง 150 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าแกนดวงอาทิตย์ถึง 10 เท่า ภายใต้อุณหภูมิที่สูงมากเช่นนี้ ไอโซโทปของไฮโดรเจนจะชนกันในพลาสมา ทำให้เกิดการหลอมรวมและก่อให้เกิดแหล่งพลังงานมหาศาล

ขดลวดแม่เหล็กของโทคาแมกช่วยป้องกันไม่ให้พลาสมาสัมผัสกับผนังของอุปกรณ์

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีของ OpenStar กลับตรงกันข้าม แทนที่จะมีพลาสมาอยู่ภายในแม่เหล็ก มันกลับมีแม่เหล็กอยู่ภายในพลาสมา

บริษัทนิวซีแลนด์ก้าวเข้าใกล้พลังงานฟิวชันแบบไม่มีที่สิ้นสุดด้วยเทคโนโลยีใหม่ ภาพที่ 2 — ภาพเคลื่อนไหวภายในเครื่องปฏิกรณ์ของ OpenStar ภาพ: OpenStar Technologies

เครื่องปฏิกรณ์นี้มีแม่เหล็กทรงพลังแขวนอยู่ภายในห้องสุญญากาศกว้างประมาณ 16 ฟุต การจัดวางแบบนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น สนามแม่เหล็กของโลก

นักฟิสิกส์ อากิระ ฮาเซกาวะ คิดค้นแนวคิดนี้ขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 โดยอาศัยงานวิจัยของเขาเกี่ยวกับพลาสมารอบดาวพฤหัสบดี เครื่องจักรเครื่องแรกที่ประยุกต์ใช้หลักการนี้ถูกสร้างขึ้นที่ MIT โดยร่วมมือกับมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย และเริ่มใช้งานในปี 2004 แต่ถูกปิดตัวลงในปี 2011

“ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์นี้คือความสามารถในการทำซ้ำและปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็ว” Mataira กล่าว เมื่อเทียบกับโทคาแมก เทคโนโลยีของ OpenStar นั้นง่ายกว่าและซ่อมแซมได้ง่ายกว่าหากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น

OpenStar ได้ระดมทุน 12 ล้านเหรียญสหรัฐ และกำลังเตรียมการสำหรับการระดมทุนรอบใหญ่ โดยมีเป้าหมายที่จะสร้างต้นแบบอีกสองโครงการในอีก 2-4 ปีข้างหน้า

พลังงานฟิวชันกำลังมีความเป็นไปได้เพิ่มมากขึ้น

OpenStar เป็นเพียงหนึ่งในสตาร์ทอัพด้านฟิวชันจำนวนมากที่เกิดขึ้นในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ประเทศต่างๆ เช่น จีน สหรัฐอเมริกา และเกาหลีใต้ ก็กำลังผลักดันการวิจัยและก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันเช่นกัน ซึ่งล้วนประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง

บริษัทในนิวซีแลนด์ก้าวเข้าใกล้พลังงานฟิวชันแบบไม่มีที่สิ้นสุดด้วยเทคโนโลยีใหม่ ภาพที่ 3 — ศูนย์วิจัยโทคาแมกตัวนำยิ่งยวดขั้นสูงแห่งเกาหลี (KSTAR) หรือที่รู้จักกันในชื่อ "ดวงอาทิตย์เทียม" ณ สถาบันพลังงานฟิวชันแห่งเกาหลี ภาพ: AFP

“สาขานี้กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วมากจนนักลงทุนเอกชนเต็มใจที่จะลงทุนเพื่อเร่งการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนี้” ศาสตราจารย์เจอรัลด์ นาวราติล จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าว

Commonwealth Fusion Systems ซึ่งเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีโทคาแมก ได้ระดมทุนมากกว่า 2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ขณะเดียวกัน บริษัทอื่นๆ เช่น OpenStar และ Zap Energy กำลังพัฒนาแนวทางที่แปลกใหม่กว่า Zap Energy มุ่งเน้นการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ขนาดกะทัดรัดและปรับขนาดได้ ซึ่งใช้พัลส์ไฟฟ้าเพื่อสร้างพลาสมา

บริษัทต่างๆ ในอุตสาหกรรมนี้กำลังให้คำตอบสำหรับคำถามที่ว่า “พลังงานฟิวชันจะพร้อมเมื่อใด” OpenStar คาดการณ์ไว้ 6 ปี Commonwealth Fusion คาดการณ์ไว้ต้นปี 2030 Zap Energy ก็ให้คำตอบในทำนองเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม สำนักงานพลังงานปรมาณูแห่งสหราชอาณาจักรกล่าวว่าการนำพลังงานฟิวชันมาใช้ในเชิงพาณิชย์จะไม่สามารถทำได้จนกว่าจะถึงครึ่งหลังของศตวรรษนี้ เนื่องมาจากความท้าทาย ทางวิทยาศาสตร์ และเทคนิคที่สำคัญ

Navratil กล่าวว่าบางครั้งสตาร์ทอัพมักจะ "พูดเกินจริงเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาทำได้" การเปลี่ยนจากทฤษฎีไปสู่การปฏิบัติ โดยเฉพาะการสร้างระบบพลังงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ถือเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม Mataira เชื่อว่าการแข่งขันเพื่อพัฒนาพลังงานฟิวชันจะสร้างสภาพแวดล้อมการแข่งขันที่มีชีวิตชีวาซึ่งบริษัทต่างๆ จะได้เรียนรู้ซึ่งกันและกันและทำงานร่วมกันเพื่อเร่งความก้าวหน้า

ฮาจาง (ตามรายงานของ CNN)

ที่มา: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html