Наступают ли "золотые времена" ядерного синтеза?
Миллиарды средств на исследования ядерного синтеза вкладываются по всему миру. В том числе и в эксперимент "Вендельштайн 7-X" под Грайфсвальдом. Но эксперты предостерегают от напрасной траты денег и призывают к переосмыслению.
Использование лазеров для получения почти неисчерпаемого источника энергии - это звучит как научная фантастика. Год назад это обещание попало в заголовки газет по всему миру. 5 декабря 2022 года американские исследователи соединили атомные ядра и получили больше энергии, чем вложили непосредственно в них с помощью лазеров. Министр энергетики США Дженнифер Грэнхолм назвала это "одним из самых впечатляющих научных достижений XXI века". Неожиданно политики в Германии тоже заговорили о ядерном синтезе.
Федеральное министерство исследований Беттина Штарк-Ватцингер из СвДП недавно объявила об инвестициях в размере более миллиарда евро в течение следующих пяти лет. Эта тема в моде. "Я могу это подтвердить", - говорит Томас Клингер, руководитель термоядерного эксперимента "Вендельштайн 7-X" под Грайфсвальдом.
"В исследованиях по термоядерному синтезу уже достигнут очень значительный прогресс, который подтолкнул широкую общественность к пониманию того, что это не просто воздушный замок, с которым будут возиться вечно". В начале года Вендельштейн 7-X также достиг важной вехи. Ему удалось поддерживать плазму - своего рода четвертое состояние материи, необходимое для ядерного синтеза, - очень горячей и в течение длительного времени.
Ядерный синтез остается мечтой будущего
При ядерном синтезе атомные ядра соединяются при экстремальных температурах. Это происходит в звездах, а значит, и на Солнце. Для этого ученые используют лазеры или магниты. Теоретически можно получать огромное количество энергии - без ущерба для климата, без риска катастрофы реактора, как при делении ядер, и без долговременных и высокорадиоактивных отходов. Пока что, несмотря на десятилетия исследований, это остается мечтой о будущем.
"Искусственное создание звезды на Земле, поддержание ее жизни и использование" - это самое сложное, что когда-либо пытались сделать люди, говорит Маркус Рот из Технического университета Дармштадта. "Если бы это было ракетостроением, мы бы сделали это еще в 60-х годах".
В эксперименте в США, как обычно в исследованиях, учитывался только энергетический баланс самой плазмы, но не общий баланс. Для будущего производства электроэнергии очень важно, чтобы он был положительным, а до этого еще далеко. Согласно информации, предоставленной в то время, системе требовалось около 300 мегаджоулей энергии, чтобы обеспечить два мегаджоуля энергии лазера, который генерировал три мегаджоуля термоядерного выхода.
Термоядерная промышленность постепенно развивается
Следует также учитывать, что генерируемая энергия является тепловой, и при ее преобразовании в электричество обычно происходят значительные потери. Немецко-американская компания Focused Energy, одним из основателей которой является Рот, хочет сделать лазерный термоядерный синтез пригодным для использования. Несколько исследователей, участвовавших в прорыве в США год назад, также принимают участие в проекте. Они уже были приглашены в Белый дом и участвуют в американской программе финансирования. По словам Рота, все большее число стартапов стимулирует развитие.
Некоторые из компаний уже привлекли частные инвестиции, исчисляемые миллиардами. В сентябре консалтинговая компания Strategy& предупредила, что Германия может отстать от других стран из-за более низкого уровня инвестиций, несмотря на проведение передовых исследований. Но деньги сами по себе бесполезны, говорит Клингер. Необходима соответствующая среда, в которую входит и промышленность. "В этом смысле индустрии термоядерного синтеза не существует. Она постепенно начинает формироваться". Для этого необходимо разработать прототипы и построить заводы. Этот эффект спарринга очень важен.
По словам представителей Gauss Fusion, это единственная из 40 или около того существующих компаний, занимающихся ядерным синтезом, в основном из США, которая пришла из промышленности, а не из исследований. По словам управляющего директора Милены Роведы, внедрение термоядерного синтеза в сеть - это уже не физическая, а инженерная проблема. Ее цель: построить электростанцию в Европе к началу 2040-х годов. Ориентир по стоимости: 20 миллиардов. После этого стоимость будет снижаться.
Деньги должны поступить от государственных и частных доноров. "Другие технологии дешевле и быстрее, чем ядерный синтез, - критикует Клаудия Кемферт, эксперт по энергетике из Немецкого института экономических исследований (DIW). Обещания ядерного синтеза - это "больше выдача желаемого за действительное". Она говорит о текущих мини-успехах. Пока ядерный синтез не готов, возобновляемые источники энергии могут обеспечить полное снабжение.
Золотые времена благодаря ядерному синтезу - это "выдача желаемого за действительное"
Хайнц Смиталь, эксперт по ядерной энергии из Гринпис, также считает "новую шумиху" вокруг ядерного синтеза весьма проблематичной. "Это приводит к тому, что огромные суммы денег вкладываются в технологию, которая принесет мало пользы обществу". Миллиарды, обещанные немецким правительством, лучше вложить в цифровизацию энергосетей и хранение энергии, а также в развитие возобновляемых источников энергии.
Клингер признает, что термоядерная энергия, скорее всего, сыграет свою роль во второй половине этого века. "Если честно, я не думаю, что это плохо". Выдавать желаемое за действительное, что после 2050 года наступят золотые времена с точки зрения энергетики, не стоит. В мире есть регионы с недостаточным энергоснабжением, а удаление парниковых газов из атмосферы потребует много энергии. Для Рота речь идет также об энергетической независимости: в будущем мы также будем зависеть от других регионов мира в плане поставок солнечной энергии или водорода. Ядерный синтез может стать выходом из положения.
Клингер считает, что первая термоядерная электростанция может быть построена уже к середине века. "Я думаю, что это вполне осуществимо и не стоит на слишком шатком фундаменте". Если начать сразу, то это будет возможно через 20 лет - с чуть большим риском, потому что за это время будет прояснено меньше технических вопросов.
"Это по-прежнему сложно. Мы всегда находимся на пределе технически возможного". Но в целом Клингер настроен оптимистично. "Не безудержный оптимизм, но оптимизм. Все должно получиться. Это лучшее, что может сказать ученый".
Читайте также:
Источник: www.ntv.de
