Энергетические потребности искусственного интеллекта стимулируют инвестиции в футуристические термоядерные реакторы со стороны крупных технологических компаний, а теперь и медиаимперии Трампа. Насколько это жизнеспособно?
Жюстин Калма
Старший научный корреспондент
Публикации этого автора будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице вашего сайта.
Все работы Джастин Калма
Report
Сообщения по этой теме будут добавлены в вашу ежедневную рассылку и ленту новостей на главной странице.
См. все правила подачи
жалоб
Сообщения по этой теме будут добавлены в вашу ежедневную рассылку и ленту новостей на главной странице.
См. все правила
Наука
Сообщения по этой теме будут добавлены в вашу ежедневную рассылку и ленту новостей на главной странице.
См. все Наука
Не стоит ожидать, что термоядерная электростанция Трампа скоро начнет вырабатывать электроэнергию
Энергетические потребности искусственного интеллекта стимулируют инвестиции в футуристические термоядерные реакторы со стороны крупных технологических компаний, а теперь и медиаимперии Трампа. Насколько это жизнеспособно?
Жюстин Калма
Старший научный корреспондент
Публикации этого автора будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице вашего сайта.
Все работы Джастин Калма
Жюстин Калма
Старший научный корреспондент
Публикации этого автора будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице вашего сайта.
Все работы Джастин Калма
Она — опытный научный журналист, специализирующийся на вопросах энергетики и окружающей среды, с более чем десятилетним стажем. Она также является ведущей подкаста «Ад или потоп: когда катастрофа настигает дом» , выпускаемого Vox Media и Audible Originals.
Компания Trump Media — да, материнская компания Truth Social — стала последним участником почти столетней гонки за создание термоядерной электростанции. В четверг она объявила о соглашении о слиянии с компанией TAE Technologies, занимающейся термоядерным синтезом, и о смелом плане начать строительство первой крупномасштабной термоядерной электростанции в 2026 году.
Компания TAE не планирует начинать выработку электроэнергии на своей первой электростанции до 2031 года, что по-прежнему является невероятно амбициозным сроком. Конечно, на этом пути, вероятно, придется столкнуться с множеством финансовых и нормативных проблем. Но и научные и инженерные задачи, которые мы здесь рассмотрим, также огромны.
Термоядерный синтез считается «святым Граалем» технологий чистой энергии.
Термоядерный синтез считается «святым Граалем» технологий чистой энергии, и компании, занимающиеся искусственным интеллектом, с нетерпением ждут его появления в качестве потенциального источника обильной электроэнергии для центров обработки данных. Но хотя будущий термоядерный реактор однажды может помочь решить некоторые проблемы человечества, ожидать его скорого появления на рынке центров обработки данных — это всего лишь выдача желаемого за действительное.
Почему СМИ Трампа должны интересоваться термоядерным синтезом?
С помощью термоядерного синтеза ученые пытаются воспроизвести механизм образования света и тепла в звездах — атомные ядра сливаются, генерируя огромное количество энергии. Термоядерная электростанция могла бы избежать выбросов парниковых газов от ископаемого топлива, вызывающих изменение климата, а также радиоактивных отходов, образующихся в современных реакторах ядерного деления при расщеплении атомов для производства энергии.
Президент Дональд Трамп ясно продемонстрировал свое презрение к чистой энергии, ложно назвав изменение климата «аферой», отменив налоговые льготы для возобновляемых источников энергии и приостановив федеральное финансирование и выдачу разрешений для проектов солнечной и ветровой энергетики. Однако он также вступил в сговор с технологической лобби, пытаясь ускорить разработку новых центров обработки данных для искусственного интеллекта. Вопрос обеспечения электроэнергией этих энергоемких объектов стал серьезным препятствием для отрасли, вызывая сопротивление со стороны сообществ по всей территории США, обеспокоенных тем, что новые центры обработки данных могут привести к росту тарифов на электроэнергию и загрязнению окружающей среды.
Крупные технологические компании вкладывают значительные средства в термоядерную энергетику в надежде, что она станет панацеей от всех энергетических проблем. Google и Microsoft объявили о соглашениях о закупке электроэнергии у термоядерных электростанций, которые другие компании планируют завершить к концу 2020-х или 2030-х годов. Сэм Альтман, Билл Гейтс и Джефф Безос также поддержали стартапы, разрабатывающие собственные технологии термоядерного синтеза.
«Термоядерная энергетика станет самым значительным энергетическим прорывом со времен начала коммерческого использования атомной энергии в 1950-х годах — инновацией, которая снизит цены на энергоносители, увеличит предложение, обеспечит превосходство Америки в области искусственного интеллекта, возродит американскую производственную базу и укрепит национальную оборону», — заявил Девин Нуньес, председатель и генеральный директор Trump Media, во время телефонной конференции с инвесторами в четверг.
Несмотря на многочисленные инициативы по разработке действительно работающей установки термоядерного синтеза, крупных промышленных электростанций пока не существует. Успех по-прежнему зависит от решения исследователями важных научных и инженерных задач, над которыми они работают десятилетиями.
Откуда мы знаем, что TAE и медиакомпания Трампа действительно смогут воплотить в жизнь проект термоядерных электростанций?
Нет. Как вы можете себе представить, воссоздать динамику звезды на Земле очень сложно. Для запуска термоядерной реакции требуется огромное количество энергии. Одной из проблем, с которой ученые сталкиваются десятилетиями — и до сих пор сталкиваются — является вопрос о том, как добиться чистого энергетического выигрыша от термоядерной реакции.
Впервые в мире удалось достичь такого чистого прироста энергии, часто называемого «зажиганием», в 2022 году на Национальном комплексе зажигания (NIF) в Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора. Ни одна другая группа, включая TAE, пока не смогла сделать это с помощью собственных технологий.
Прорыв 2022 года в Лоуренс-Ливерморской лаборатории был достигнут благодаря воздействию 192 лазерных лучей на топливный элемент, заключенный в алмазную оболочку. Это форма инерциального удержания, запускающая термоядерную реакцию путем сжатия и нагрева мишени, заполненной топливом. Другая конкурирующая технология термоядерного синтеза называется токамаком, который использует магнитные поля для удержания плазмы и запуска реакции.
Воссоздать динамику звезды на Земле — очень сложная задача.
Реактор, разрабатываемый компанией TAE, можно рассматривать как своего рода гибрид обеих стратегий, использующий так называемую конфигурацию с обращенным полем (FRC). Он по-прежнему использует магнитные поля для удержания плазмы на месте, а также направляет пучки топлива непосредственно в плазму для ее стабилизации и создания условий, необходимых для протекания реакции.
Так когда же у нас появится электричество, получаемое за счет термоядерного синтеза?
Большинство экспертов, с которыми The Verge беседовал на протяжении многих лет, с осторожностью называли точную дату начала эксплуатации коммерческих термоядерных электростанций, способных обеспечивать электроэнергией дома и предприятия.
Лаборатория TAE должна не только продемонстрировать возможность достижения чистого энергетического выигрыша, но и сделать его достаточно большим, чтобы это имело экономический смысл. Например, в эксперименте в Лоуренс-Ливерморе чистый энергетический выигрыш составил 1,5 мегаджоуля (эксперимент дал 3,15 мегаджоуля энергии по сравнению с 2,05 мегаджоулями, которые лазеры использовали для запуска термоядерной реакции). Лазерной термоядерной электростанции, вероятно, потребуется достичь выигрыша в 50-100 раз. Лаборатория повторила свои эксперименты, чтобы добиться более высоких показателей выигрыша, достигнув рекордного значения в 4,13 МДж в апреле этого года.
Всё это говорит о том, что отрасли ещё предстоит достичь множества важных результатов. В октябре администрация Трампа опубликовала дорожную карту развития термоядерных технологий, а Министерство энергетики поставило цель внедрить термоядерную энергетику в коммерческих масштабах в электросети к середине 2030-х годов.
«Мы находимся на этапе внедрения передовых технологических инноваций, и довольно сложно установить конкретные сроки для таких разработок», — говорит Патрик Уайт, руководитель группы по безопасности и регулированию термоядерной энергетики в Целевой группе по чистому воздуху.
Для коммерческих термоядерных реакторов также потребуются надежные цепочки поставок топлива и материалов, достаточно прочные, чтобы выдерживать экстремальное давление и температуры, необходимые для ядерного синтеза. Короче говоря, разработка работающего реактора станет огромным шагом вперед, но затем последует более сложная работа по созданию инфраструктуры и бизнеса вокруг него.
Насколько же значима эта сделка?
Наибольшее влияние, которое, вероятно, окажет это слияние — если оно в конечном итоге состоится — это значительное увеличение денежных средств, направленных на реализацию амбиций TAE.
Компания TAE, основанная в 1998 году, утверждает, что ее исследования продвинулись настолько, что «капитал становится нашей главной проблемой», — заявил генеральный директор TAE Михл Биндербауэр во время телефонной конференции с инвесторами.
Компания Trump Media согласилась выплатить TAE 300 миллионов долларов в рамках сделки. Это дополнит более чем 1,3 миллиарда долларов частного капитала, которые, по словам TAE, компания привлекла на сегодняшний день от Google (TAE сотрудничает с Google с 2014 года, внедряя машинное обучение в свои исследования), Chevron Technology Ventures, Goldman Sachs и других.
По словам представителей TAE, благодаря этим средствам они смогут начать строительство своей первой крупномасштабной термоядерной электростанции к концу 2026 года и начать выработку «первой электроэнергии» в 2031 году. Предполагается, что мощность первой станции составит 50 МВт, что сопоставимо с мощностью микрореактора деления. TAE не сразу ответила на вопросы The Verge о местоположении и стоимости этой установки. Однако компания уже планирует построить после этого еще несколько термоядерных электростанций мощностью до 500 МВт.
Эти планы также зависят от одобрения регулирующих органов. Однако в спорном решении Комиссии по ядерному регулированию, которое было закреплено Конгрессом в этом году, термоядерные реакторы регулируются в США как ускорители частиц, аналогично оборудованию, используемому в терапии рака и для стерилизации медицинского оборудования. Это позволяет термоядерным электростанциям обходить длительные федеральные требования к лицензированию, которые применяются к реакторам деления.
Компания TAE разработала пять вариантов конструкции своего термоядерного реактора и еще в апреле заявляла о планах представить шестой, получивший название Copernicus, «до конца десятилетия». После этого она будет работать над разработкой первого прототипа электростанции Da Vinci «в начале 2030-х годов».
Затем в ноябре компания TAE объявила, что теперь она перескакивает с проекта Copernicus на проект Da Vinci. Это стало возможным благодаря тому, что ее новейший термоядерный исследовательский реактор Norm, по данным TAE, достаточно мал и эффективен, чтобы снизить затраты до 50 процентов.
«Программа Norm — это настолько огромный прорыв, что она делает программу Copernicus ненужной, экономя нам значительное время и средства», — заявил Биндербауэр в пресс-релизе в ноябре.
Однако для TAE переход к следующему этапу в разработке реактора все равно потребует значительных ресурсов. «Когда [TAE начнет] рассматривать либо создание научно-демонстрационной установки, либо переход непосредственно к коммерческому прототипу, такие установки потребуют существенных инвестиций», — говорит Уайт из CATF. «И это [слияние] потенциально станет для них путем получения капитала, необходимого для начала тестирования и внедрения их термоядерной технологии».
Подпишитесь на обновления по темам и авторам этой статьи, чтобы видеть больше подобных материалов в своей персонализированной ленте новостей и получать уведомления по электронной почте.
- Жюстин Калма
Жюстин Калма
Старший научный корреспондент
Публикации этого автора будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице вашего сайта.
Все работы Джастин Калма
Анализ
Сообщения по этой теме будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице.
Посмотреть весь анализ
Энергия
Сообщения по этой теме будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице.
Смотрите всю энергию
Среда
Сообщения по этой теме будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице.
Посмотреть все разделы Окружающая среда
Политика
Сообщения по этой теме будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице.
См. все правила
Отчет
Сообщения по этой теме будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице.
Посмотреть все отчеты
Наука
Сообщения по этой теме будут добавляться в вашу ежедневную рассылку по электронной почте и в ленту новостей на главной странице.
См. все научные статьи
Источник: www.theverge.com
