จีนก้าวเข้าใกล้การครองอำนาจด้านพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันสิ้นสุด

เมืองเซี่ยงไฮ้ที่พลุกพล่านเป็นเจ้าภาพเฉลิมฉลองระดับประเทศด้วยการแสดงแสงไฟที่มีชื่อเสียงระดับโลก ที่ส่องประกายสีสันอันสดใสบนตึกระฟ้า

ที่นี่เป็นสถานที่ที่ นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรทำงานตลอดเวลาเพื่อแสวงหาสิ่งสำคัญต่อไปในเทคโนโลยีระดับโลก ตั้งแต่อินเทอร์เน็ต 6G และ AI ขั้นสูงไปจนถึงหุ่นยนต์รุ่นถัดไป นอกจากนี้ ยังมีบริษัทสตาร์ทอัพเล็กๆ ชื่อ Energy Singularity ที่กำลังดำเนินการเกี่ยวกับสิ่งที่พิเศษมาก นั่นก็คือ พลังงานฟิวชัน

พลังงานฟิวชันคือพลังงานที่ผลิตได้จากปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ มันเป็นสิ่งตรงข้ามกับปฏิกิริยาฟิชชันที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรืออาวุธนิวเคลียร์ในปัจจุบัน

กระบวนการฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นๆ เป็นสิ่งที่ยากที่จะทำซ้ำบนโลก หลายประเทศประสบความสำเร็จในการทดลองปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ แต่การรักษาปฏิกิริยาให้ได้นานพอสำหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริงยังคงเป็นสิ่งที่ไม่สามารถบรรลุได้

เมืองเซี่ยงไฮ้ยามค่ำคืน ภาพ: นิวยอร์กไทมส์

ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ที่ควบคุมได้จะปลดปล่อยพลังงานออกมามากกว่าการเผาถ่านหิน น้ำมัน หรือแก๊สประมาณ 4 ล้านเท่า และมากกว่าปฏิกิริยาฟิชชันซึ่งเป็นพลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในปัจจุบันถึง 4 เท่า อาจไม่มีการพัฒนาทันเวลาเพื่อต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในทศวรรษนี้ แต่ก็อาจเป็นวิธีแก้ไขปัญหาภาวะโลกร้อนในอนาคตได้

รัฐบาล จีนกำลังทุ่มเงินเข้าสู่โครงการดังกล่าว โดยประเมินการลงทุนด้านฟิวชันมูลค่าปีละ 1,000 - 1,500 ล้านดอลลาร์ ตามคำกล่าวของ Jean Paul Allain หัวหน้าสำนักงานวิทยาศาสตร์พลังงานฟิวชัน กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว รัฐบาลสหรัฐฯ ใช้จ่ายเงินประมาณ 800 ล้านดอลลาร์ต่อปี

บริษัทเอกชนในทั้งสองประเทศมีความหวังว่าพวกเขาจะสามารถนำพลังงานฟิวชันเข้าสู่ระบบไฟฟ้าได้ภายในกลางทศวรรษ 2030 แม้ว่าจะยังมีความท้าทายทางเทคนิคมากมายอยู่ก็ตาม

โทคาแมก "ดวงอาทิตย์เทียม"

ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมากซึ่งเกี่ยวข้องกับการบีบนิวเคลียส 2 อันที่ปกติแล้วจะผลักกันเข้าด้วยกัน วิธีหนึ่งที่จะทำเช่นนั้นคือการเพิ่มอุณหภูมิในโทคาแมกเป็น 150 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งเป็น 10 เท่าของอุณหภูมิแกนกลางดวงอาทิตย์

เมื่อพวกมันหลอมรวมกัน นิวเคลียสจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาในรูปของความร้อน ซึ่งสามารถนำไปใช้หมุนกังหันและผลิตไฟฟ้าได้

Energy Singularity ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพที่มีฐานอยู่ในเซี่ยงไฮ้ ได้สร้างโทคาแมกของตัวเองในเวลาสามปีนับตั้งแต่ก่อตั้ง ซึ่งเร็วกว่าเครื่องปฏิกรณ์ใดๆ ที่เคยสร้างมา โทคาแมกเป็นเครื่องจักรทรงกระบอกหรือทรงวงแหวนที่ซับซ้อนมากซึ่งให้ความร้อนกับไฮโดรเจนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก จนเกิดเป็นพลาสมาซึ่งเกิดปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์

พลาสมาถูกจำกัดอยู่ในโทคาแมกเอกฐานพลังงานระหว่างการทดลอง ภาพ: ภาวะเอกฐานด้านพลังงาน

Energy Singularity ได้รับเงินลงทุนจากภาคเอกชนมูลค่ากว่า 112 ล้านเหรียญสหรัฐ และยังประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกของโลกอีกด้วย โดยโทคาแมกปัจจุบันของบริษัทเป็นโทคาแมกเพียงตัวเดียวที่ใช้แม่เหล็กขั้นสูงในการทดลองพลาสมา

แม่เหล็กเหล่านี้ซึ่งเรียกว่าตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง มีความแข็งแกร่งกว่าแม่เหล็กทองแดงที่ใช้ในโทคาแมกรุ่นเก่า ช่วยให้โทคาแมกขนาดเล็กสร้างพลังงานฟิวชันได้มากเท่ากับโทคาแมกขนาดใหญ่ และยังกักเก็บพลาสมาได้ดีกว่าด้วย

บริษัทกล่าวว่ามีแผนที่จะสร้างโทคาแมกรุ่นที่สองเพื่อแสดงให้เห็นว่าวิธีการของตนนั้นมีความเหมาะสมในเชิงพาณิชย์ได้ภายในปี 2570 และคาดว่าจะมีอุปกรณ์รุ่นที่สามที่สามารถจ่ายพลังงานให้กับกริดได้ภายในปี 2578

ด้วยเงินที่จีนลงทุนในการวิจัย แนวคิดโทคาแมกก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โรงไฟฟ้าโทคาแมกตะวันออกของจีนในเมืองเหอเฟยสามารถรักษาเสถียรภาพของพลาสมาที่อุณหภูมิ 70 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าแกนดวงอาทิตย์ถึง 5 เท่า เป็นเวลานานกว่า 17 นาที นับเป็นสถิติโลกและความก้าวหน้าครั้งเหลือเชื่อ

เทคโนโลยีเลเซอร์

ในขณะที่จีนกำลังเร่งพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์โทคาแมก สหรัฐฯ กลับได้ค้นพบข้อได้เปรียบในอีกเทคโนโลยีหนึ่ง นั่นก็คือ เลเซอร์

ในช่วงปลายปี 2022 นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ลิเวอร์มอร์ในรัฐแคลิฟอร์เนียได้ยิงเลเซอร์เกือบ 200 ตัวเข้าไปในกระบอกสูบที่มีแคปซูลเชื้อเพลิงขนาดเท่าเมล็ดพริกไทย ซึ่งถือเป็นการทดลองสร้างพลังงานฟิวชันสุทธิครั้งแรกของโลกที่ประสบความสำเร็จ พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากกระบวนการนี้จะมากกว่าพลังงานที่ใช้ในการให้ความร้อนแคปซูล

ส่วนหนึ่งของระบบเลเซอร์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถ "จุดไฟ" ปฏิกิริยาฟิวชันได้สำเร็จ ภาพโดย: เดเมียน เจมิสัน

ยังมีวิธีอื่นๆ อีกมากมายในการบรรลุปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ และสหรัฐอเมริกาก็กำลังเดิมพันกับเทคโนโลยีต่างๆ มากมาย

“อาจไม่มีหนทางเดียว และเราไม่รู้แน่ชัดว่าหนทางใดดีที่สุด” ในการเข้าถึงพลังงานฟิวชัน Melanie Windridge นักฟิสิกส์พลาสมาชาวอังกฤษกล่าว เธอกล่าวว่ามันขึ้นอยู่กับต้นทุนและปัจจัยอื่นๆ ในระยะยาว แต่ยืนกรานว่าโทคาแมกเป็นแนวคิดที่ได้รับการศึกษาดีที่สุด

ในขณะที่รัฐบาลจีนทุ่มเงินให้กับการหลอมรวม สหรัฐฯ กลับดึงดูดการลงทุนจากภาคเอกชนได้มากขึ้น ภาคเอกชนทั่วโลกได้ใช้จ่ายเงิน 7 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ กับเทคโนโลยีฟิวชันในช่วงสามถึงสี่ปีที่ผ่านมา โดยประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์มาจากบริษัทในสหรัฐฯ Allain กล่าว

แต่หากรัฐบาลจีนยังคงลงทุนมากกว่า 1 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปี ตัวเลขดังกล่าวอาจจะแซงหน้ารายจ่ายของสหรัฐฯ ในไม่ช้า แม้แต่ในภาคเอกชนก็ตาม

และหากการลงทุนเหล่านั้นประสบความสำเร็จ การเฉลิมฉลองอันหลากสีสันในเซี่ยงไฮ้จะทำให้ประเทศจีนมีรูปลักษณ์ใหม่ขึ้นมา

ฮ่วยเฟือง (อ้างอิงจาก CNN)

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