Гонка за термоядерной энергией: кто изменит мир?

В мире, все чаще сталкивающемся с энергетическими кризисами, климатическими вызовами и геополитической нестабильностью, термоядерная энергия представляется ключевым решением: это практически безграничный, чистый и безопасный источник энергии, основанный на том же процессе, что питает Солнце.

Эта технология обещает разрешить энергетическую трилемму – обеспечить безопасность, устойчивость и доступность энергоресурсов – без компромиссов, свойственных ископаемому топливу или существующей ядерной энергетике деления. Однако превращение этого обещания в реальность не гарантировано и в настоящее время напрямую зависит от последовательных и смелых инвестиций в научные исследования и разработки.

Термоядерная энергия уже не является научной фантастикой, но существует риск, что она превратится в «политическую фикцию», если финансирование не будет соответствовать ее огромному потенциалу.

Принцип термоядерного синтеза заключается в слиянии двух легких атомных ядер, обычно изотопов водорода – дейтерия и трития, – с образованием гелия и высвобождением колоссального количества энергии. В отличие от реакции деления, этот процесс не производит долгоживущих радиоактивных отходов, практически исключает риск расплавления активной зоны реактора и не сопровождается выбросами CO₂.

Энергетическая отдача поразительна: один грамм термоядерного топлива эквивалентен примерно восьми тоннам нефти. Топливо для синтеза широко доступно: дейтерий можно извлекать из морской воды, а тритий – производить непосредственно в реакторах. Кроме того, термоядерные установки будут занимать значительно меньшую площадь по сравнению с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечные или ветровые электростанции.

Недавние достижения свидетельствуют о том, что термоядерный синтез перестал быть гипотетической концепцией. В 2022 году установка JET в Великобритании достигла рекордного показателя в 59 мегаджоулей устойчивой термоядерной энергии. В США Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса (LLNL) в 2022–2023 годах добилась чистого прироста энергии с использованием лазерного термоядерного синтеза. Крупнейший в мире термоядерный реактор ITER во Франции приближается к этапу эксплуатационных испытаний, запланированных к 2035 году.

Тем не менее, все это пока прототипы, а не полноценные электростанции. Между научной осуществимостью и коммерческой жизнеспособностью все еще существует значительный разрыв, который предстоит преодолеть.

Развитие термоядерной энергетики требует долгосрочных инвестиций с высоким уровнем риска, но и с высоким потенциалом вознаграждения. Без них проекты рискуют остановиться на полпути, талантливые специалисты могут уйти в другие отрасли, а общество может утратить веру в одно из немногих действительно преобразующих решений климатической проблемы.

Адекватное финансирование позволяет проводить прорывные эксперименты в области стабильности плазмы, магнитных полей и воспроизводства трития, строить демонстрационные коммерческие установки, развивать частно-государственные партнерства для ускоренного внедрения технологий и формировать глобальную инновационную экосистему для обмена знаниями и подготовки кадров. В настоящее время большинство стран тратят на исследования в области термоядерного синтеза менее 0,05% своих бюджетов на НИОКР в энергетике.

Между США, Великобританией, Китаем, Южной Кореей и Европейским союзом разворачивается своего рода «мягкая гонка» за коммерциализацию термоядерной энергии. Страна, которая первой построит жизнеспособную термоядерную электростанцию, сможет не только коренным образом изменить свою энергетическую систему, но и переформатировать мировую геополитику и занять лидирующие позиции в сфере чистых технологий.

В Великобритании программа STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) нацелена на создание прототипа электростанции к 2040 году. Однако достижение этой цели потребует стабильного и растущего финансирования на протяжении всех 2030-х годов.

Набирают силу частные стартапы в области термоядерного синтеза, такие как американские Commonwealth Fusion Systems и TAE Technologies, а также британская First Light Fusion, которые уже привлекли миллиарды долларов от инвесторов. Но даже эти хорошо финансируемые предприятия зависят от государственных исследований, национальных лабораторий и международного сотрудничества в области ключевых технологий. Термоядерный синтез слишком важен, чтобы оставлять его развитие исключительно на усмотрение венчурного капитала.

В случае успеха термоядерная энергетика обеспечит базовую чистую энергию, дополняющую ветровую и солнечную генерацию, энергетическую независимость для стран с ограниченными ресурсами и технологическое наследие, сравнимое с космической гонкой или созданием интернета. Это тот вид инфраструктурных инвестиций, который определяет не просто экономику, а целые эпохи.

Ставка на термоядерный синтез – это ставка на будущее. Принцип «мы финансируем то, что ценим» подчеркивает, что если целью является будущее, в котором человечество процветает в пределах планетарных границ, термоядерный синтез должен стать не просто амбициозным проектом, а безусловным императивом. Правительства, благотворительные организации и лидеры отрасли должны объединить усилия, чтобы термоядерная энергия была не просто исследована, а внедрена.