Может ли термоядерная энергетика вскоре присоединиться к энергосистеме США?

Стартап в области термоядерной энергетики Commonwealth Fusion Systems планирует запустить свою первую электростанцию в эксплуатацию к началу 2030-х годов, но остаются серьезные технические препятствия

Автор Адам Ковач под редакцией Клэр Кэмерон

Присоединяйтесь к нашему сообществу любителей науки!

Подпишитесь на нашу бесплатную ежедневную рассылку новостейВведите свой адрес электронной почтыЯ соглашаюсь с тем, что моя информация будет обрабатываться в соответствии с Политикой конфиденциальности Scientific American и Springer Nature Limited. Мы используем сторонние сервисы как для проверки, так и для доставки электронной почты. Предоставляя свой адрес электронной почты, вы также даете согласие на то, чтобы этот адрес электронной почты был передан третьим лицам для этих целей.Зарегистрируйтесь

Во вторник стартап в области термоядерной энергетики объявил, что подал заявку на вступление в Энергосистема США — первая, которая в один прекрасный день может привести домашние хозяйства и предприятия в действие за счет ядерного синтеза.

Commonwealth Fusion Systems стремится присоединиться к энергосистеме, которая управляется компанией PJM Interconnection и обеспечивает электроэнергией мощностью 182 000 мегаватт более 67 миллионов человек, проживающих в 13 штатах и Вашингтоне, округ Колумбия, но технические препятствия на пути к этому препятствию отсутствуют. внедрение термоядерного синтеза в онлайн-режиме остается одним из основных препятствий, которое на самом деле приводит к стабильной термоядерной реакции, которая генерирует больше энергии, чем потребляет.

В процессе подачи заявки потенциальный поставщик энергии должен предоставить оператору электросети подробную техническую информацию, включая описание планируемого вида топлива. В случае с Commonwealth компания разрабатывает конструкцию реактора токамак, который использует мощные магнитные поля для создания и изоляции высокоэнергетического облака частиц, называемого плазмой, до тех пор, пока оно не станет достаточно горячим, чтобы эти частицы могли расплавиться. Это процесс, который имитирует ядерные реакции на Солнце, включая частицы, участвующие в них: изотопы водорода, называемые дейтерием и тритием. Устройство обещает, что термоядерная реакция может реально генерировать неограниченное количество чистой энергии. Эта энергия в виде тепла используется для превращения воды в пар, который затем приводит в действие турбину для выработки электроэнергии.*

О поддержке научной журналистики

Если вам понравилась эта статья, подумайте о поддержке нашей премии.-выигрывайте в журналистике, подписываясь на рассылку. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.Однако большая часть этого процесса остается теоретической, поскольку физикам еще предстоит доказать, что термоядерный синтез может работать в качестве крупномасштабного источника энергии. Недавние результаты, полученные на немецком реакторе Wendelstein 7-X, показали, что он может удерживать перегретую плазму в течение 43 секунд. А его конкурент, Joint European Torus, по-видимому, смог достичь этого результата в течение целой минуты, прежде чем его реактор был выведен из эксплуатации в 2023 году. Хотя такие возможности впечатляют, предстоит еще пройти долгий путь, прежде чем термоядерное устройство сможет быть подключено к электросети. Commonwealth планирует открыть свою первую электростанцию под названием ARC («доступная, надежная, компактная») в Вирджинии в начале 2030-х годов. И компания намерена продемонстрировать первоначальную модель, получившую название SPARC (для «наименьшей возможной дуги»), в 2027 году.

Commonwealth продемонстрировал определенный успех: компания Технология применения магнитов с тороидальным полем была одобрена Министерством энергетики в сентябре 2025 года. Сверхпроводящие магниты генерируют магнитное поле, которое используется для удержания высокотемпературной плазмы, образующейся в результате реакции термоядерного синтеза. Но Commonwealth еще предстоит протестировать систему в полном объеме.

Соучредитель и генеральный директор Commonwealth Боб Мамгаард (Bob Mumgaard) заявил в своем заявлении, что компания стремится «использовать преимущества fusion и создать будущее за изобилием безопасной энергии, [что] означает, что мы не просто доказываем эффективность физики термоядерного синтеза — мы показываем, как именно мощность термоядерной электростанции передается от нашего оборудования потребителю, работая с сетью и коммунальными службами.»

«Став первым разработчиком термоядерной энергетики, который встал в очередь на подключение к крупному сетевому оператору, мы демонстрируем, что если вы серьезно относитесь к строительству электростанции в начало 2030-х, вы действуете сейчас», — сказал он. «Это исполнение».

Утверждение заявки Commonwealth, вероятно, займет годы; компании предстоит пройти сложный процесс, который будет включать в себя несколько исследований воздействия и других анализов, а также обзоры его возможностей, готовности, средств контроля безопасности и других требований.

PJM заявила в своем заявлении, что она «в восторге от разнообразия ресурсов, которые используются для подключения к электросети в рамках первого цикла реформированного процесса межсетевого подключения PJM.”

“Подключение нового поколения к сети имеет решающее значение для поддержания надежности электросети, поскольку спрос продолжает расти, и наш процесс разработан для повышения достоверности, скорости и дисциплины рассмотрения проектов.”

*Примечание редактора (29.04.26): Этот абзац был отредактирован после публикации в исправьте описание конструкции реактора-токамака Commonwealth Fusion Systems.