Μια κούρσα υψηλής τεχνολογίας ανάμεσα στις ΗΠΑ και την Κίνα βρίσκεται σε εξέλιξη, καθώς οι δύο χώρες κυνηγούν μια άπιαστη πηγή ενέργειας: την πυρηνική σύντηξη.

Η Κίνα ξοδεύει περισσότερα από τις ΗΠΑ, καθώς ολοκληρώνει την κατασκευή μιας τεράστιας μονάδας με τεχνολογία σύντηξης και ιδρύει μια εθνική κοινοπραξία πυρηνικής σύντηξης η οποία περιλαμβάνει ορισμένες από τις μεγαλύτερες βιομηχανίες της χώρας.

Στα σχετικά έργα στην Κίνα τα συνεργεία εργάζονται σε τρεις βάρδιες, ουσιαστικά ολόκληρο το 24ωρο, προκειμένου να τα ολοκληρώσουν το ταχύτερο δυνατόν. Πέραν αυτού, η ασιατική υπερδύναμη διαθέτει δεκαπλάσιο αριθμό διδακτορικών διατριβών στην επιστήμη της πυρηνικής σύντηξης από ό,τι οι ΗΠΑ.

Το αποτέλεσμα είναι μια αυξανόμενη ανησυχία εκ μέρους των αμερικανών ιθυνόντων και επιστημόνων ότι το προβάδισμα που είχαν οι ΗΠΑ εξανεμίζεται.

$1,5 δισ. τον χρόνο

Ο JP Allain, επικεφαλής του Γραφείου Επιστημών Ενέργειας Σύντηξης του υπουργείου Ενέργειας, ανέφερε ότι η Κίνα ξοδεύει περίπου 1,5 δισ. δολ. τον χρόνο για την πυρηνική σύντηξη, σχεδόν τα διπλάσια από τον αντίστοιχο αμερικανικό προϋπολογισμό. Επιπλέον, η Κίνα φαίνεται ότι ακολουθεί ένα πρόγραμμα παρόμοιο με τον οδικό χάρτη τον οποίο δημοσίευσαν για πρώτη φορά το 2020 εκατοντάδες αμερικανοί επιστήμονες και μηχανικοί της πυρηνικής σύντηξης, με την ελπίδα να φτάσουν στην εμπορική ενέργεια σύντηξης.

«Oι Κινέζοι υλοποιούν το μακροπρόθεσμο σχέδιό μας» είπε ο Allain. «Οπως καταλαβαίνετε, αυτό είναι πολύ απογοητευτικό».

Επιστήμονες που γνωρίζουν τις εγκαταστάσεις σύντηξης της Κίνας ανέφεραν ότι, αν η χώρα συνεχίσει με τον τρέχοντα ρυθμό δαπανών και ανάπτυξης, θα προσπεράσει τις αμερικανικές και ευρωπαϊκές δυνατότητες μαγνητικής σύντηξης σε τρία-τέσσερα χρόνια.

Η πυρηνική σύντηξη αποτελεί από παλιά ένα όνειρο για καθαρή ενέργεια. Η διαδικασία της συνένωσης ατόμων είναι αυτή που δίνει ενέργεια στον ήλιο και οι επιστήμονες ελπίζουν να την αξιοποιήσουν για να παραγάγουν σχεδόν απεριόριστη ενέργεια. Στην πορεία προς την τεχνολογία που απαιτείται για να γίνει εφικτό κάτι τέτοιο παρουσιάζονται μεγάλα επιστημονικά εμπόδια, τόσο στο πεδίο της θεωρίας όσο και της εφαρμογής, και κάποιοι ειδικοί θεωρούν ότι τρέφουμε αυταπάτες αν πιστεύουμε ότι θα φτάσουμε ποτέ εκεί.

Προβάδισμα

Αν και η επανάσταση της σύντηξης θα μπορούσε να ωφελήσει ολόκληρη την ανθρωπότητα, ορισμένοι στις ΗΠΑ θεωρούν ότι θα έδινε στην Κίνα προβάδισμα στον αυξανόμενο ανταγωνισμό για ενεργειακούς πόρους, την ώρα που οι ΗΠΑ και άλλες χώρες προσπαθούν να κρατήσουν εντός των εθνικών τους συνόρων όλο και μεγαλύτερο μέρος της παραγωγής ενέργειας και των σχετικών εφοδιαστικών αλυσίδων.

Η Κίνα διαθέτει ήδη έναν ταχέως αναπτυσσόμενο κλάδο πυρηνικής τεχνολογίας και κατασκευάζει περισσότερα συμβατικά εργοστάσια πυρηνικής ενέργειας από οποιαδήποτε άλλη χώρα. Η ανάπτυξη των πυρηνικών εργοστασίων στη χώρα θα τη φέρει σε πλεονεκτική θέση όταν επιτευχθεί η εμπορική σύντηξη, σύμφωνα με μια έκθεση που δημοσιεύτηκε τον περασμένο μήνα από το Ιδρυμα Πληροφορικής και Καινοτομίας, ένα think tank με έδρα την Ουάσιγκτον που υποστηρίζεται, μεταξύ άλλων, και από μεγάλες εταιρείες τεχνολογίας.

Η πυρηνική σύντηξη συμβαίνει όταν δύο ελαφριοί πυρήνες ατόμων συνενώνονται για να σχηματίσουν έναν ενιαίο βαρύτερο πυρήνα. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, περιορισμένη ποσότητα ραδιενέργειας και καθόλου διοξείδιο του άνθρακα – στην περίπτωση που κάποιος καταφέρει να την κάνει να λειτουργήσει.

Οι επιστήμονες ανά τον πλανήτη προσπαθούν να βρουν τον τρόπο να διατηρήσουν τις αντιδράσεις σύντηξης και να μετατρέψουν αυτή την ενέργεια σε καθαρή ισχύ. Οι ΗΠΑ ήταν οι πρώτες που χρησιμοποίησαν τεχνολογία λέιζερ για να δημιουργήσουν αντιδράσεις σύντηξης, αν και η μαγνητική σύντηξη – η χρήση μαγνητικών πεδίων για τον περιορισμό του πλάσματος – είναι η λύση η οποία πολλοί ειδικοί αναμένουν ότι θα δώσει πρώτα τη δυνατότητα εμπορικής εφαρμογής της σύντηξης.

Η κινεζική ώθηση

Η Κίνα επενδύει πολλούς πόρους στο κυνήγι του ονείρου της απεριόριστης ενέργειας. Τα συνεργεία στην Κίνα διακόπτουν μόνο την περίοδο της σεληνιακής πρωτοχρονιάς, σύμφωνα με επιστήμονες που γνωρίζουν τις προσπάθειες της Κίνας.

«Θα επενδύσουν πολλούς ανθρώπινους πόρους, πολύ χρήμα και πολλή οργάνωση σε αυτό. Και το ερώτημα είναι: Θα καταφέρουν να φτάσουν στην τεχνολογία που χρειάζεται;» λέει ο Bob Mumgaard, διευθύνων σύμβουλος της Commonwealth Fusion Systems, της μεγαλύτερης ιδιωτικής εταιρείας σύντηξης στις ΗΠΑ, στους επενδυτές της οποίας συγκαταλέγεται ο Μπιλ Γκέιτς.

Το Ινστιτούτο Φυσικής Πλάσματος της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, στην πόλη Χεφέι της Ανατολικής Κίνας, εγκαινίασε το 2018 ένα κέντρο έρευνας και τεχνολογίας μαγνητικής σύντηξης, έκτασης σχεδόν 400 στρεμμάτων. Οι εγκαταστάσεις αναμένεται να αποπερατωθούν τον επόμενο χρόνο, αλλά είναι ήδη σε μεγάλο βαθμό λειτουργικές και εστιασμένες στη βιομηχανοποίηση της τεχνολογίας.

Στα τέλη της περσινής χρονιάς η Κίνα ανακοίνωσε ότι σκόπευε να ιδρύσει μια νέα εθνική εταιρεία σύντηξης, καθώς και ότι η κρατική Chinese National Nuclear Corp. θα ηγηθεί ενός κονσόρτσιουμ κρατικών βιομηχανικών επιχειρήσεων και πανεπιστημίων το οποίο θα εστιάσει στην ενέργεια σύντηξης. Ανάμεσα στις μεγαλύτερες προσπάθειες ιδιωτικών κινεζικών επιχειρήσεων είναι εκείνες της ενεργειακής κοινοπραξίας ENN, η οποία το 2018 ξεκίνησε από το μηδέν ένα τμήμα πυρηνικής σύντηξης.

Από τότε η ENN έχει δημιουργήσει δύο τόκαμακ, δηλαδή τις μηχανές όπου μπορεί να επιτευχθεί η σύντηξη, με τη χρήση ισχυρών μαγνητών για τη συγκράτηση του πλάσματος. Το έργο της ENN στον τομέα της σύντηξης δεν έχει γίνει πλήρως κατανοητό εκτός Κίνας, ενώ θα είναι δύσκολο για τις ΗΠΑ ή την Ευρώπη να πετύχουν τους ρυθμούς ανάπτυξης που εμφανίζει η κοινοπραξία.

Οι επενδύσεις

Το ενδιαφέρον κυβερνήσεων και ιδιωτικών επενδυτών για τη σύντηξη έχει ενταθεί από τον Αύγουστο του 2021. Οι επενδύσεις στην τεχνολογία σύντηξης αυξήθηκαν το 2022, αφότου επιστήμονες στο Lawrence Livermore National Laboratory της Καλιφόρνια κατάφεραν την «ανάφλεξη» – μια αντίδραση σύντηξης που παρήγαγε περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώθηκε για να συμβεί. Το ομοσπονδιακό ερευνητικό εργαστήριο έχει από τότε φτάσει αυτό το κρίσιμο ορόσημο άλλες τέσσερις φορές.  Το 2022 η κυβέρνηση Μπάιντεν έθεσε στόχο να πετύχει την εμπορική σύντηξη μέσα σε μια δεκαετία, ενώ στην πρόσφατη πρότασή της για χρηματοδότηση ζήτησε 1 δισ. δολάρια.

Η Tammy Ma, επικεφαλής της Πρωτοβουλίας για την Αδρανειακή Ενέργεια Σύντηξης στη National Ignition Facility του ερευνητικού κέντρου Lawrence Livermore, σχολίασε ότι ο κατά 4% αυξημένος για το 2024 αμερικανικός προϋπολογισμός για την πυρηνική σύντηξη, ύψους 790 εκατομμυρίων δολαρίων, υπερσκελίστηκε από τον πληθωρισμό. Η αναιμική ανάπτυξη είχε ως συνέπεια τη μείωση των επιχορηγήσεων για έρευνα και των επιδοτούμενων θέσεων στα αμερικανικά μεταπτυχιακά προγράμματα, δήλωσε η Ma.

Ποιος θα κερδίσει

Ο κόσμος της πυρηνικής σύντηξης είναι γεμάτος από άσπονδους φίλους που πιστεύουν ότι η δική τους τεχνολογία και προσέγγιση είναι η καλύτερη για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του πλανήτη. Οι περισσότεροι ανταγωνιστές συντονίζονται μεταξύ τους σε ένα δίκτυο συνεργασιών που απλώνεται σε ολόκληρο τον κόσμο. Ωστόσο, η συνεργασία περιπλέκεται από την εντεινόμενη σχέση αντιπαλότητας μεταξύ της Κίνας και της Δύσης, ειδικά των ΗΠΑ.

Η Κίνα επενδύει εδώ και δεκαετίες σε πρώτες ύλες και τεχνολογίες που είναι κομβικές για τις χαμηλές εκπομπές άνθρακα. Πολλές από αυτές τις τεχνολογίες χρησιμοποιούνται και από εταιρείες που ασχολούνται με την πυρηνική σύντηξη και από ερευνητές, όπως οι ισχυροί μαγνήτες που συγκρατούν το πλάσμα στη θέση του, και το λίθιο, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επένδυση γύρω από έναν αντιδραστήρα σύντηξης για να απορροφά τα νετρόνια που παράγονται στο πλάσμα.

«Στην Κίνα, από όσο μπορούμε να ξέρουμε, το μεγαλύτερο μέρος του 1,5 δισεκατομμυρίου του προϋπολογισμού τους στην πραγματικότητα κατευθύνεται σε έργα που θα τους επιτρέψουν να ανταγωνιστούν τις Helion και Commonwealth Fusion» λέει ο Beyer, αναφερόμενος σε δύο από τις μεγαλύτερες ιδιωτικές επιχειρήσεις σύντηξης των ΗΠΑ.

Οι Κινέζοι χρειάστηκαν περίπου 10 χρόνια για να φτιάξουν ένα παγκόσμιας κλάσης επιστημονικό πρόγραμμα και εθνικά εργαστήρια σύντηξης.

«Εφτασαν στο σημείο αυτό σχεδόν αστραπιαία» λέει ο Whyte. «Μην υποτιμάτε την ικανότητά τους να προλαβαίνουν τις εξελίξεις».

Οι ΗΠΑ υπερτερούν στον τομέα της επιχειρηματικής προσέγγισης, αλλά χρειάζονται καλύτερο συντονισμό μεταξύ των ιδιωτικών επιχειρήσεων, των πανεπιστημίων και του κράτους, όπως έγινε στη δεκαετία του 1950 για την ανάπτυξη του προγράμματος των πυρηνικών υποβρυχίων, σημείωσε ο Whyte.

«Δεν μου είναι ξεκάθαρο ποιος θα νικήσει» λέει.

Μπορείτε να επικοινωνήσετε με την Jennifer Hiller στο jennifer.hiller@wsj.com και με τη Sha Hua στο sha.hua@wsj.com.