จีนก้าวเข้าใกล้การครองอำนาจด้านพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันสิ้นสุด

เมืองเซี่ยงไฮ้ที่พลุกพล่านเป็นเจ้าภาพเฉลิมฉลองระดับประเทศด้วยการแสดงแสงไฟที่มีชื่อเสียงระดับโลก ที่ส่องประกายสีสันอันสดใสบนตึกระฟ้า

ที่นี่เป็นสถานที่ที่ นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรทำงานตลอดเวลาเพื่อแสวงหาสิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไปในเทคโนโลยีระดับโลก ตั้งแต่อินเทอร์เน็ต 6G และ AI ขั้นสูงไปจนถึงหุ่นยนต์รุ่นต่อไป ที่นี่ยังเป็นที่ที่บริษัทสตาร์ทอัพเล็กๆ ชื่อ Energy Singularity กำลังดำเนินการเกี่ยวกับสิ่งที่พิเศษ: พลังงานฟิวชัน

พลังงานฟิวชันคือพลังงานที่ผลิตขึ้นจากปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งตรงข้ามกับปฏิกิริยาฟิชชันที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรืออาวุธนิวเคลียร์ในปัจจุบัน

ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นๆ เป็นสิ่งที่ยากที่จะทำซ้ำได้บนโลก มีหลายประเทศที่ประสบความสำเร็จในปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ แต่การรักษาปฏิกิริยาให้คงอยู่ได้นานพอที่จะนำไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงยังคงเป็นเรื่องยาก

เมืองเซี่ยงไฮ้ในยามค่ำคืน ภาพ: นิวยอร์กไทมส์

ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ที่ควบคุมได้จะปลดปล่อยพลังงานออกมามากกว่าการเผาถ่านหิน น้ำมัน หรือก๊าซประมาณ 4 ล้านเท่า และมากกว่าปฏิกิริยาฟิชชันซึ่งเป็นพลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในปัจจุบันถึง 4 เท่า ปฏิกิริยาฟิวชันอาจยังไม่ได้รับการพัฒนาทันเวลาเพื่อต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในทศวรรษนี้ แต่ปฏิกิริยาฟิวชันอาจเป็นทางออกสำหรับภาวะโลกร้อนในอนาคต

รัฐบาล จีนทุ่มเงินให้กับโครงการนี้ โดยคาดว่าจะลงทุนประมาณ 1,000-1,500 ล้านดอลลาร์ต่อปีในด้านฟิวชัน ตามคำกล่าวของ Jean Paul Allain หัวหน้าสำนักงานวิทยาศาสตร์พลังงานฟิวชัน กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว รัฐบาลสหรัฐฯ ใช้งบประมาณประมาณ 800 ล้านดอลลาร์ต่อปี

บริษัทเอกชนในทั้งสองประเทศมีความหวังว่าพวกเขาจะสามารถนำพลังงานฟิวชันเข้าสู่ระบบไฟฟ้าได้ภายในกลางทศวรรษ 2030 แม้ว่าจะยังมีความท้าทายทางเทคนิคมากมายอยู่ก็ตาม

โทคาแมก "ดวงอาทิตย์เทียม"

ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนอย่างยิ่งซึ่งเกี่ยวข้องกับการบีบนิวเคลียส 2 อันที่ปกติจะผลักกันเข้าด้วยกัน วิธีหนึ่งที่จะทำเช่นนี้ได้คือการเพิ่มอุณหภูมิในโทคาแมกให้ถึง 150 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิแกนกลางของดวงอาทิตย์ถึง 10 เท่า

เมื่อพวกมันหลอมรวมกัน นิวเคลียสจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาในรูปของความร้อน ซึ่งสามารถนำไปใช้หมุนกังหันและผลิตไฟฟ้าได้

บริษัทสตาร์ทอัพ Energy Singularity ซึ่งตั้งอยู่ในเซี่ยงไฮ้ สามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์โทคาแมกของตัวเองได้สำเร็จภายในเวลา 3 ปี ซึ่งเร็วกว่าเครื่องปฏิกรณ์ใดๆ ที่เคยสร้างมา เครื่องโทคาแมกเป็นเครื่องจักรทรงกระบอกหรือทรงวงแหวนที่ซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อ ซึ่งให้ความร้อนแก่ไฮโดรเจนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก ทำให้เกิดพลาสมาซึ่งปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์เกิดขึ้น

พลาสมาถูกจำกัดอยู่ในโทคาแมกของ Energy Singularity ระหว่างการทดลอง ภาพ: Energy Singularity

Energy Singularity ได้รับเงินลงทุนจากภาคเอกชนมูลค่ากว่า 112 ล้านเหรียญสหรัฐ และยังประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกของโลกอีกด้วย โดยโทคาแมกปัจจุบันของบริษัทเป็นโทคาแมกเพียงตัวเดียวที่ใช้แม่เหล็กขั้นสูงในการทดลองพลาสมา

แม่เหล็กเหล่านี้ซึ่งเรียกว่าตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง มีความแข็งแกร่งกว่าแม่เหล็กทองแดงที่ใช้ในโทคาแมกรุ่นเก่า ช่วยให้โทคาแมกขนาดเล็กสร้างพลังงานฟิวชันได้มากเท่ากับโทคาแมกขนาดใหญ่ และยังกักเก็บพลาสมาได้ดีกว่าด้วย

บริษัทกล่าวว่ามีแผนที่จะสร้างโทคาแมกรุ่นที่สองเพื่อแสดงให้เห็นว่าวิธีการของตนนั้นมีความเหมาะสมในเชิงพาณิชย์ได้ภายในปี 2027 และคาดว่าจะมีอุปกรณ์รุ่นที่สามที่สามารถจ่ายพลังงานให้กับกริดได้ภายในปี 2035

ด้วยเงินทุนที่จีนทุ่มให้กับการวิจัย แนวคิดของโทคาแมกจึงก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว โทคาแมกตะวันออกของจีนในเมืองเหอเฟยสามารถรักษาอุณหภูมิพลาสมาให้คงที่ที่ 70 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าแกนดวงอาทิตย์ถึง 5 เท่า นานกว่า 17 นาที นับเป็นสถิติโลกและความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่

เทคโนโลยีเลเซอร์

ในขณะที่จีนกำลังเร่งพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์โทคาแมก สหรัฐฯ กลับกำลังค้นพบความได้เปรียบในอีกเทคโนโลยีหนึ่ง นั่นก็คือ เลเซอร์

ในช่วงปลายปี 2022 นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ลิเวอร์มอร์ในแคลิฟอร์เนียได้ยิงเลเซอร์เกือบ 200 ตัวเข้าไปในกระบอกสูบที่มีแคปซูลเชื้อเพลิงขนาดเท่าเมล็ดพริกไทย ซึ่งถือเป็นการทดลองครั้งแรกของโลกที่ประสบความสำเร็จในการผลิตพลังงานฟิวชันสุทธิ พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากกระบวนการดังกล่าวนั้นมากกว่าพลังงานที่ใช้ในการให้ความร้อนแคปซูล

ส่วนหนึ่งของระบบเลเซอร์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถ "จุดไฟ" ปฏิกิริยาฟิวชันได้สำเร็จ ภาพโดย: Damien Jemison

ยังมีวิธีอื่นๆ อีกมากมายในการบรรลุปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ และสหรัฐอเมริกาก็กำลังเดิมพันกับเทคโนโลยีต่างๆ มากมาย

Melanie Windridge นักฟิสิกส์พลาสมาในสหราชอาณาจักรกล่าวว่า “อาจมีมากกว่าหนึ่งวิธี และเราไม่ทราบแน่ชัดว่าวิธีใดดีที่สุด” ในการเข้าถึงพลังงานฟิวชัน เธอกล่าวว่าจะขึ้นอยู่กับต้นทุนและปัจจัยอื่นๆ ในระยะยาว แต่ยืนกรานว่าโทคาแมกเป็นแนวคิดที่ได้รับการศึกษาดีที่สุด

ในขณะที่รัฐบาลจีนทุ่มเงินให้กับโครงการฟิวชัน สหรัฐฯ กลับดึงดูดการลงทุนจากภาคเอกชนได้มากกว่า โดยในช่วง 3-4 ปีที่ผ่านมา ภาคเอกชนทั่วโลกทุ่มเงิน 7 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ไปกับโครงการฟิวชัน โดยประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์มาจากบริษัทในสหรัฐฯ ตามข้อมูลของ Allain

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