U užurbanom kineskom gradu Šangaju, koji je poznat po svjetlosnim spektaklima u sklopu nacionalnih proslava, znanstvenici i inženjeri rade na pionirskim tehnologijama budućnosti. Ovdje, uz projekte poput 6G interneta, napredne umjetne inteligencije i robota nove generacije, mala startup tvrtka pod nazivom Energy Singularity bavi se nečim izvanrednim: nuklearnom fuzijom, procesom koji bi mogao donijeti gotovo neograničenu čistu energiju
No, u sjeni ovog kineskog napretka raste zabrinutost u Sjedinjenim Američkim Državama. Američki stručnjaci i tvrtke brinu da bi njihovo desetljećima dugo vodstvo u istraživanju fuzijske energije moglo izblijedjeti pred kineskim ubrzanim razvojem. Dok Kina izdvaja milijarde dolara za istraživanje i razvoj, američka ulaganja sve više zaostaju, što bi moglo imati značajne posljedice ne samo za energetsku budućnost, već i za globalni utjecaj obje zemlje.
Što je nuklearna fuzija i zašto je važna?
Nuklearna fuzija proces je koji pokreće Sunce i druge zvijezde. To je proces spajanja dvaju lakih atomskih jezgara, pri čemu se oslobađa ogromna količina energije. Za razliku od nuklearne fisije, koja se koristi u trenutnim nuklearnim elektranama i koja razdvaja atomske jezgre, fuzija je izuzetno učinkovita i čista. Oslobađa četiri milijuna puta više energije od sagorijevanja fosilnih goriva, poput ugljena ili nafte, i četiri puta više energije nego fisija. Osim toga, nuklearna fuzija ne proizvodi dugotrajni radioaktivni otpad.
Iako je fuzijska energija neograničeni i čisti izvor energije, znanstvenici se suočavaju s velikim izazovima u pokušaju da je repliciraju na Zemlji. Najveći problem je održavanje fuzijske reakcije dovoljno dugo da bi se mogla koristiti za proizvodnju električne energije. Iako su mnoge zemlje postigle fuzijske reakcije u laboratorijima, nitko još nije uspio održati tu reakciju dovoljno dugo za praktičnu upotrebu, piše CNN.
vezane vijesti
Utrka za ovladavanje fuzijom
SAD je dugo bio globalni lider u istraživanju nuklearne fuzije, s prvim ozbiljnim istraživanjima koja su započela 1950-ih godina. Američki znanstvenici i inženjeri razvili su ključne tehnologije i postigli značajne prekretnice u ovom području. Međutim, Kina je u posljednjem desetljeću ubrzala vlastiti razvoj fuzije, i to s nevjerojatnim rezultatima.
Prema podacima iz industrije, broj kineskih patenata vezanih uz fuziju od 2015. godine dramatično je porastao, te je Kina sada vodeća u svijetu po broju patenata za ovu tehnologiju. Primjer tog ubrzanog napretka je Energy Singularity, start-up iz Šangaja koji je za samo tri godine izgradio vlastiti tokamak – složeni uređaj u obliku prstena koji se koristi za stvaranje uvjeta potrebnih za fuzijsku reakciju.
Za usporedbu, SAD se još uvijek oslanja na starije tokamake, kao što su DIII-D, star više od 30 godina, i laboratorijske uređaje koji su u fazi nadogradnje već desetljeće. Andrew Holland, izvršni direktor Washingtonske asocijacije za fuzijsku industriju, ističe da SAD nema moderne fuzijske pogone poput onih koje gradi Kina, a napredni kineski tokamaci poput onog u Hefeiu, koji je postavio svjetski rekord u održavanju plazme na 70 milijuna stupnjeva Celzija više od 17 minuta, pokazuju nevjerojatnu sposobnost kineske industrije.
Kineska ulaganja vs. američka inovacija
Jedan od ključnih razloga za kineski napredak u nuklearnoj fuziji leži u velikim financijskim ulaganjima kineske vlade. Prema procjenama, Kina ulaže između milijardu i 1,5 milijardi dolara godišnje u razvoj fuzijske energije, dok SAD, pod upravom predsjednika Joea Bidena, ulaže oko 800 milijuna dolara godišnje. Iako privatne tvrtke u SAD-u predvode po broju ulaganja u fuziju, kineska državna ulaganja mogla bi nadmašiti američki napredak.
Zanimljivo je da kineski tokamaci, poput onih razvijenih u okviru programa BEST, koriste dizajne i tehnologije koje nalikuju onima razvijenima u SAD-u. Holland ističe da je kinesko kopiranje američkih tehnoloških rješenja poznat trend, a slična situacija dogodila se u industriji solarnih panela, gdje je Kina prvo slijedila američki primjer, a zatim preuzela vodstvo na globalnom tržištu.
Američka prednost u laserskoj tehnologiji
Iako Kina trenutno prednjači u razvoju tokamaka, SAD je ostvario značajan napredak u laserskoj tehnologiji kao alternativi tokamaku. Krajem 2022. godine, znanstvenici iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Livermore u Kaliforniji postigli su povijesni uspjeh u eksperimentu fuzijske energije koristeći lasere. U eksperimentu je korišteno gotovo 200 lasera usmjerenih na kapsulu goriva veličine zrna papra, što je rezultiralo prvim svjetskim uspješnim eksperimentom stvaranja neto dobitka fuzijske energije – više energije je proizvedeno nego što je utrošeno za zagrijavanje kapsule.
Iako je ovaj napredak značajan, izazovi ostaju, a američki znanstvenici nisu sigurni koji će pristup na kraju prevladati – laserska tehnologija ili tokamaci. Melanie Windridge, britanska fizičarka plazme i izvršna direktorica organizacije Fusion Energy Insights, vjeruje da će dugoročno o uspjehu tehnologije odlučivati troškovi i praktičnost, ali naglašava da je tokamak trenutno najnapredniji koncept zbog količine istraživanja koje je u njega uloženo.
Što donosi budućnost?
U utrci za ovladavanje nuklearnom fuzijom, privatni sektor igra ključnu ulogu, posebno u SAD-u. U posljednje tri do četiri godine, globalni privatni sektor uložio je oko 7 milijardi dolara u fuzijska istraživanja, od čega je 80% došlo od američkih kompanija. No, kako kineska vlada nastavlja godišnje ulagati milijarde dolara, postoji mogućnost da će ukupna kineska ulaganja nadmašiti američka, čak i uz pomoć privatnog sektora.
Ako Kina prva uspije ovladati nuklearnom fuzijom, to neće samo omogućiti energetski samoodržive proslave u Šangaju, već će staviti Kinu u središte globalne energetske budućnosti, s dalekosežnim političkim i ekonomskim posljedicama. U tom slučaju, šarene svjetlosne predstave koje danas obilježavaju kineske proslave postat će simboli nove globalne tehnološke dominacije.
