Cina dan AS sedang dalam perlombaan untuk menciptakan energi fusi nuklir skala jaringan pertama. Setelah beberapa dekade kepemimpinan AS, China mengejar ketinggalan dengan menghabiskan dua kali lebih banyak dan membangun proyek dengan kecepatan rekor.
Sering disebut cawan suci energi bersih, fusi nuklir menciptakan empat kali lebih banyak Energi per kilogram bahan bakar daripada fisi nuklir tradisional dan empat juta kali lebih banyak daripada membakar batubara, tanpa gas rumah kaca atau limbah radioaktif jangka panjang. Jika semuanya berjalan sesuai rencana, itu akan menjadi setidaknya a Pasar $ 1 triliun Pada tahun 2050, menurut penelitian pengapian.
Hanya ada satu masalah besar.
“Satu -satunya pembangkit listrik fusi yang berfungsi saat ini di alam semesta adalah bintang,” kata Dennis Whyte, profesor ilmu nuklir dan teknik di Massachusetts Institute of Technology.
AS pertama kali menggunakan fusi berskala besar dengan uji bom hidrogen pada tahun 1952. Dalam tujuh dekade sejak itu, para ilmuwan di seluruh dunia telah berjuang untuk memanfaatkan reaksi fusi untuk pembangkit listrik.
Reaksi fusi terjadi ketika atom hidrogen mencapai suhu yang cukup ekstrem sehingga mereka menyatu, membentuk gas super panas yang disebut plasma. Gudang massa selama proses dapat, secara teori, diubah menjadi energi dalam jumlah besar, tetapi plasma sulit dikendalikan. Salah satu metode populer menggunakan magnet yang kuat untuk menangguhkan dan mengontrol plasma di dalam tokamak, yang merupakan perangkat berbentuk donat logam. Yang lain menggunakan laser berenergi tinggi, menunjuk pada pelet bahan bakar seukuran merapikan, dengan cepat menekan dan meledak.
Begitulah cara AS melakukan pengapian fusi pertama yang bersejarah, menghasilkan energi positif bersih di Fasilitas Pengapian Nasional Lawrence Livermore, atau NIF, pada tahun 2022.
Di sini, modul preamplifier meningkatkan energi laser saat menuju ke ruang target di fasilitas pengapian nasional.
Foto milik Damien Jemison di Lawrence Livermore National Laboratory
Sejak itu, investasi swasta di startup fusi AS telah melonjak hingga lebih dari $ 8 miliar, naik dari $ 1,2 miliar pada tahun 2021, menurut Asosiasi Industri Fusion. Dari 40 perusahaan anggota FIA, 25 di antaranya berbasis di AS
Tenaga nuklir tradisional, dibuat dari fisi, bukan fusi, telah melihat a peningkatan besar dalam investasi karena Big Tech mencari cara untuk mengisi kebutuhan daya yang terus meningkat dari pusat data AI. Amazon, Google Dan Meta telah menandatangani janji untuk membantu Energi triple nuklir Di seluruh dunia pada tahun 2050.
“Jika Anda peduli dengan AI, jika Anda peduli dengan kepemimpinan energi … Anda harus melakukan investasi menjadi fusi,” kata CEO FIA Andrew Holland. “Ini adalah sesuatu yang jika Amerika Serikat tidak mengarah, maka Cina akan.”
Uang, Ukuran dan Kecepatan
Sementara AS memiliki pembangkit listrik tenaga nuklir yang paling aktif, Cina adalah raja proyek baru.
Meskipun mendobrak reaktor pertamanya hampir empat dekade setelah AS memelopori teknologi, China sekarang membangun lebih banyak pembangkit listrik fisi daripada negara lain.
Cina memasuki fusi Perlombaan di awal 2000 -an, sekitar 50 tahun setelah AS, ketika bergabung dengan lebih dari 30 negara untuk berkolaborasi dalam fusi reaktor eksperimental termonuklir internasional Megaproject di Prancis. Tapi ITER sejak itu mengalami penundaan besar.
Perlombaan sedang berlangsung di antara negara -negara individu, tetapi sektor swasta AS tetap memimpin. Dari $ 8 miliar dalam investasi fusi swasta global, $ 6 miliar ada di AS, menurut FIA.
Commonwealth Fusion Systems, startup yang lahir dari MIT, telah Dibesarkan paling banyak Uang, hampir $ 2 miliar dari orang -orang seperti Bill Gates, Jeff Bezos dan Google.
Helion yang berbasis di Washington telah mengumpulkan $ 1 miliar dari investor seperti Sam Altman dan A Open AI dan a Kesepakatan yang sangat ambisius dengan Microsoft Untuk memberikan kekuatan fusi ke jaringan pada tahun 2028. Teknologi Tae telah mengumpulkan $ 1,2 miliar.
“Siapa pun yang pada dasarnya memiliki energi tanpa batas yang berlimpah … dapat memengaruhi semua yang Anda pikirkan,” kata Michl Binderbauer, CEO TAE Technologies. “Itu adalah pemikiran yang menakutkan jika itu di tangan yang salah.”
Ketika datang ke pendanaan publik, Cina jauh di depan.
Beijing menempatkan $ 1,5 miliar per tahun yang dilaporkan untuk upaya sementara Dolar Federal AS untuk Fusion rata -rata sekitar $ 800 juta per tahun beberapa tahun terakhir, menurutnya Kantor Ilmu Energi Fusion Departemen Energi.
Presiden Donald Trump meningkat Dukungan untuk nuklirtermasuk Fusion, selama masa jabatan pertamanya, dan itu berlanjut di bawah mantan Presiden Joe Biden. Tidak jelas seperti apa dana fusi di masa jabatan kedua Trump, di tengah Perampingan federal besar -besaran.
Senator dan pakar fusi AS menerbitkan a laporan Pada bulan Februari meminta $ 10 miliar dana federal untuk membantu menjaga AS dari kehilangan keunggulannya.
Tetapi AS mungkin sudah kehilangan keunggulan ketika datang ke ukuran reaktor. Secara umum, semakin besar jejak kaki, semakin efisien reaktor dapat memanaskan dan membatasi plasma, meningkatkan peluang energi positif bersih.
Gambar satelit dari 11 Januari 2025, menunjukkan proyek nuklir besar -besaran di Mianyang, Cina, yang tampaknya mencakup empat teluk laser yang menunjuk pada kubah penahanan kira -kira seukuran lapangan sepak bola, sekitar dua kali lebih besar dari fasilitas fusi pengapian nasional AS.
PLANET LABS PBC
Serangkaian gambar satelit yang diberikan kepada CNBC oleh Planet Labs menunjukkan bangunan cepat pada tahun 2024 dari situs fusi laser baru raksasa di Cina. Kubah penahanan di mana reaksi fusi akan terjadi kira-kira dua kali ukuran NIF, proyek fusi laser AS, kata CNA Corporation Eveleth. Situs China kemungkinan merupakan hibrida fisi-fisi, kata Fia’s Holland.
“Hibrida fisi fusi pada dasarnya seperti meniru bom, tetapi sebagai pembangkit listrik. Itu tidak akan pernah berhasil, tidak pernah terbang di tempat seperti Amerika Serikat, di mana Anda memiliki rezim peraturan yang menentukan keselamatan,” kata Holland. “Tapi dalam rezim seperti Cina, di mana tidak masalah apa yang orang yang tinggal di sebelah, jika pemerintah mengatakan kita ingin melakukannya, kita akan melakukannya.”
Proyek Tokamak Nasional Tiongkok yang ada, Timur, telah pengaturan catatanvoli dengan Prancis Project West Dalam beberapa bulan terakhir untuk penahanan plasma terpanjang di dalam reaktor, meskipun itu adalah tonggak yang kurang monumental daripada energi positif bersih.
Proyek Cina besar yang didanai negara bagian lainnya, diatur untuk mencapai penyelesaian tahun ini. Kampus fusi 100 hektar senilai $ 700 juta di Cina timur juga akan memiliki tokamak baru yang disebut terbaik yang diharapkan selesai pada tahun 2027.
Kerajinan Cina tampaknya mengikuti a Rencana AS Diterbitkan oleh ratusan ilmuwan pada tahun 2020, kata Holland.
“Kongres belum melakukan apa pun untuk menghabiskan uang untuk menerapkannya,” katanya. “Kami menerbitkan benda ini, dan orang Cina kemudian pergi dan membangunnya.”
Startup Fusion AS Helion mengatakan kepada CNBC beberapa proyek Cina juga menyalin desain yang dipatenkan.
“China, khususnya, kami melihat investasi dari lembaga negara untuk berinvestasi di perusahaan untuk kemudian mereplikasi desain perusahaan AS,” kata David Kirtley, pendiri dan CEO Helion.
Tenaga dan bahan
Peluncuran cepat proyek fusi baru China datang pada saat upaya Amerika sebagian besar difokuskan pada peningkatan mesin yang ada, beberapa di antaranya berusia lebih dari 30 tahun.
“Tidak ada yang ingin mengerjakan dinosaurus lama,” kata Tae’s Binderbauer, menambahkan bahwa proyek baru menarik lebih banyak bakat. “Ada sedikit saluran pembuangan otak.”
Di awal 2000 -an, pemotongan anggaran Untuk penelitian fusi domestik memaksa universitas AS untuk menghentikan pekerjaan pada mesin baru dan mengirim peneliti untuk belajar di mesin negara lain, termasuk China.
“Alih-alih membangun yang baru, kami pergi ke China dan membantu mereka membangun mereka, berpikir, ‘Oh, itu akan bagus. Mereka akan memiliki fasilitas. Kami akan benar-benar pintar,'” kata Bob Mumgaard, co-founder dan CEO Commonwealth Fusion Systems. “Yah, itu kesalahan besar.”
Cina sekarang memiliki lebih banyak paten fusi daripada negara lain, dan 10 kali jumlah doktor dalam ilmu fusi dan teknik sebagai AS, menurut a laporan dari Nikkei Asia.
“Ada kumpulan tenaga kerja yang terbatas di barat yang semua perusahaan bersaing,” kata Binderbauer. “Itu adalah kendala mendasar.”
Commonwealth Fusion Systems SPARC Tokamak dirakit pada bulan Desember 2024 di Devens, Massachusetts, dijadwalkan menggunakan magnet superkonduktor untuk mencapai pengapian fusi pada tahun 2027.
Sistem Fusi Persemakmuran
Selain tenaga kerja, proyek fusi membutuhkan sejumlah besar bahan, seperti magnet daya tinggi, logam spesifik, kapasitor, dan semikonduktor daya. Helion dari Kirtley mengatakan garis waktu prototipe terbaru perusahaan, Polaris, diatur seluruhnya oleh ketersediaan semikonduktor.
China sedang bergerak untuk memojokkan rantai pasokan untuk banyak bahan ini, dalam permainan yang mirip dengan bagaimana hal itu mendominasi tenaga surya dan ev baterai.
“China menginvestasikan sepuluh kali lipat dari Amerika Serikat dalam pengembangan materi lanjutan,” kata Kirtley. “Itu sesuatu yang harus kita ubah.”
Perusahaan fusion yang berbasis di Shanghai Energy Singularity mengatakan kepada CNBC dalam sebuah pernyataan bahwa itu “tidak diragukan lagi” mendapat manfaat dari “rantai pasokan efisien” China. Pada bulan Juni, Energy Singularity mengatakan pihaknya berhasil menciptakan plasma dalam waktu singkat, hanya dua tahun setelah memulai desain tokamaknya.
Itu masih jauh dari mencapai kekuatan fusi komersial skala grid. Helion bertujuan untuk menjadi yang pertama dengan tujuan tahun 2028. Persemakmuran telah mengumumkan situs di Virginia di mana ia berencana untuk membawa pembangkit listrik fusion pertama, ARC, online di awal 2030 -an.
“Meskipun yang pertama mungkin ada di AS, saya tidak berpikir kita harus merasa nyaman dalam hal itu,” kata MIT Whyte. “Garis finish sebenarnya adalah industri fusi dewasa yang memproduksi produk untuk digunakan di seluruh dunia, termasuk di pusat AI.”
Tonton: https://www.cnbc.com/video/2025/03/14/china-is-catching-the-us-in-nuclear-fusion-amid-ai-power-demand.html
