Настъпва ли подходящото време за изграждане на централи, работещи на ядрен синтез?

Мощна комбинация от научни открития, частно и публично финансиране и правителствена подкрепа драстично промени перспективата пред бъдещата търговска експлоатация на централите, работещи със студен термоядрен синтез. Само преди десет години репортери и експерти от индустрията все още се шегуваха, че „ядреният синтез е след 30 години...и винаги ще бъде след 30 години“. Сега, привидно много внезапно, разказът се измести от разговор за „ако“ към разговор за „кога“. Вместо да постулират, че е възможно да видим надеждно и промишлено стартиране на реактор през живота си, експертите сега казват, че можем да видим пилотни атомни електроцентрали в рамките на едно десетилетие, коментира специализираното издание Oilprice. През последните три години всичко се промени. Научните открития се увеличиха експоненциално за една нощ. Всички те бяха ключови за еволюцията на зараждащата се технология, но по-специално три се комбинираха, за да se наклонят везните на комерсиалния ядрен синтез от празна мечта към потенциална възможност.

Първо, през 2021 г., изследователи от Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) в Хефей, Китай разбиха предишни рекорди за устойчива реакция на синтез в постоянно състояние, постигайки синтез за революционните 1056 секунди, или близо 20 минути. Само няколко месеца по-късно The Joint European Torus (JET) в Оксфордшир удвои предишния си термоядреен рекорд (поставен още през 1997 г.), когато произведе 59 мегаджаула термоядрена енергия в един експеримент.

Но най-важният пробив дойде миналия декември, когато изследователи от National Ignition Facility (NIF) в Калифорния направиха огромен пробив и станаха първият екип, който най-накрая преодолее това, което все още е най-значимата бариера на ядрения синтез: създаване на нетна положителна енергия при термоядрена реакция. Легендарният сега експеримент излъчи с лазер 2,05 мегаджаула светлина върху количество термоядрено гориво с размерите на зърно черен пипер, предизвиквайки впечатляваща експлозия, произвеждаща 3,15 MJ енергия – около еквивалента на три пръчки динамит.

Набиращият импулс в научните открития беше активиран от – и на свой ред позволи – огромно увеличение на финансирането. В исторически план по-голямата част от експериментите с термоядрен синтез са били публично финансирани, тъй като правителствата са повече или по-малко единствените субекти с достатъчно дълбоки джобове, за да си позволят масово амбициозните експерименти.

Но през последните години частният сектор се ангажира все повече във финансирането на термоядрен синтез благодарение до голяма степен на истинския поток от рисков капитал, и това доведе до значителен успех. Списъкът с частни инвеститори включва такива сериозни играчи като Джеф Безос, Питър Тийл, Lockheed Martin, Goldman Sachs, Legal & General и Chevron.

Но публичният сектор също поддържа темпото. Все пак по-голямата част от най-значимите термоядрени реактори са публично финансирани и управлявани, а някои от най-обещаващите нови термоядрени проекти са наистина публични предприятия. Комисията за атомна енергия и Министерството на енергетиката на САЩ наскоро си партнираха с частни фирми като General Atomics, отбелязвайки важно развитие в брака между частния и обществения сектор. Политическите мерки в подкрепа на напредъка в изследванията и експериментите в областта на ядрения синтез също се увеличиха през последните години. Законът за намаляване на инфлацията на администрацията на Байдън например заделя 280 милиона долара за проекти за термоядрен синтез.

Но не всички новини са добри. Ядреният синтез остава изключително скъп, а постигането на чисто производство на енергия остава неуловимо засега. Дори ITER, най-големият в света (и най-обещаващият, според някои) експеримент за термоядрен синтез, съфинансиран от 35 нации в Южна Франция, в момента е значително над бюджета и изостава от графика. Не е изненадващо, че Covid не помогна. Първоначално ITER прогнозираше, че първото производство на плазма ще бъде постигната през 2025 г. Сега това беше отложено с цяла година – най-малко.

Освен това секторът е изправен пред значителни регулаторни предизвикателства. „Освен инженерните и финансовите въпроси, термоядреният синтез също ще се нуждае от регулаторна рамка“, съобщиха наскоро специализирани издания в САЩ. Оттам отбелязват, че в момента „както индустрията, така и NRC [Комисията за ядрено регулиране] са съгласни, че настоящата рамка, предназначена за делене реактори не е подходящо за термоядрени електроцентрали.

Въпреки значителните неуспехи и предизвикателства, пред които е изправен мащабируемият ядрен синтез, перспективите определено са по-добри от всякога. Според анализ на Power Magazine, „големият брой проекти, работещи паралелно, предполагат, че нетната енергия може потенциално да бъде постигната чрез магнитен синтез в края на 20-те години, което удобно ще съвпадне с предстоящата регулаторна рамка на NRC. Ако това се случи, вероятно ще има финансиране за първите термоядрени реактори, които могат да бъдат готови в началото на 2030 г.“