Hail the Judge
Ta chơi xong không trả tiền, vậy đâu có gọi là bán
Trung Quốc đang đẩy mạnh đầu tư vào năng lượng nhiệt hạch, khiến giới chuyên gia Mỹ lo ngại nước này sẽ sớm vượt mặt Mỹ trong cuộc đua làm chủ nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn này.
Phản ứng nhiệt hạch, quá trình cung cấp năng lượng cho Mặt Trời và các ngôi sao khác, rất khó tái tạo trên Trái Đất. Mặc dù nhiều công ty đã thực hiện thành công phản ứng nhiệt hạch, nhưng việc duy trì nó trong thời gian đủ lâu để sử dụng trong thực tế vẫn là bài toán nan giải.
Lợi thế của năng lượng nhiệt hạch là hiệu quả cực lớn. Phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát giải phóng năng lượng lớn gấp 4 triệu lần đốt than đá, dầu mỏ hay khí gas, và gấp 4 lần phản ứng phân hạch hạt nhân. Chính phủ Trung Quốc đang đổ vào ngành năng lượng nhiệt hạch khoảng 1-1,5 tỷ USD mỗi năm, cao hơn con số 800 triệu USD mà chính quyền Tổng thống Mỹ Joe Biden đang chi tiêu.
Từ năm 2015, số lượng bằng sáng chế liên quan đến năng lượng nhiệt hạch của Trung Quốc đã tăng vọt và hiện nay nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác. Energy Singularity, một công ty khởi nghiệp ở Thượng Hải, chỉ là một ví dụ về tốc độ phát triển chóng mặt của Trung Quốc trong lĩnh vực này. Công ty đã chế tạo lò tokamak của riêng mình chỉ trong vòng 3 năm sau khi thành lập, nhanh hơn bất kỳ lò phản ứng tương tự nào từng được xây dựng.
Lò tokamak là cỗ máy hình trụ hoặc hình bánh vòng có độ phức tạp cao, nung nóng hydro đến nhiệt độ cực cao, tạo thành plasma cho phản ứng nhiệt hạch diễn ra. Energy Singularity đang sử dụng loại nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao tiên tiến trong thí nghiệm plasma của mình. Loại nam châm này cho phép lò tokamak nhỏ hơn sản xuất nhiều năng lượng nhiệt hạch như lò lớn và có thể kiềm hãm plasma tốt hơn.
Trong khi đó, các lò tokamak ở Mỹ đang lỗi thời. Andrew Holland, giám đốc điều hành Hiệp hội công nghiệp nhiệt hạch ở Washington, DC, cho biết Mỹ phải phụ thuộc vào máy móc của các nước đồng minh ở Nhật Bản, châu Âu và Anh để thúc đẩy nghiên cứu.
"Chúng tôi không có bất cứ thứ gì như vậy. Phòng thí nghiệm vật lý plasma Princeton đã nâng cấp lò tokamak suốt 10 năm. Lò tokamak khác đang hoạt động ở Mỹ là DIII-D đã 30 năm tuổi. Không có cơ sở nhiệt hạch hiện đại nào tại các phòng thí nghiệm quốc gia của Mỹ", ông nói.
Mặc dù Trung Quốc đang dẫn đầu với lò tokamak, nhưng Mỹ đang tiên phong trong việc sử dụng công nghệ khác là laser. Vào cuối năm 2022, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore tại California đã chiếu gần 200 tia laser vào một hộp hình trụ chứa viên nhiên liệu có kích thước bằng hạt tiêu. Đây là thí nghiệm thành công đầu tiên trên thế giới đạt được thặng dư năng lượng nhiệt hạch, có nghĩa là năng lượng được tạo ra từ quá trình nhiều hơn mức sử dụng để nung nóng nhiên liệu.
Hiện chưa rõ thiết kế nào sẽ thực sự thành công trong việc thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch. Tuy nhiên, với mức đầu tư lớn và những tiến bộ nhanh chóng, Trung Quốc đang cho thấy họ là một đối thủ đáng gờm trong cuộc đua năng lượng nhiệt hạch.
Phản ứng nhiệt hạch, quá trình cung cấp năng lượng cho Mặt Trời và các ngôi sao khác, rất khó tái tạo trên Trái Đất. Mặc dù nhiều công ty đã thực hiện thành công phản ứng nhiệt hạch, nhưng việc duy trì nó trong thời gian đủ lâu để sử dụng trong thực tế vẫn là bài toán nan giải.
Lợi thế của năng lượng nhiệt hạch là hiệu quả cực lớn. Phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát giải phóng năng lượng lớn gấp 4 triệu lần đốt than đá, dầu mỏ hay khí gas, và gấp 4 lần phản ứng phân hạch hạt nhân. Chính phủ Trung Quốc đang đổ vào ngành năng lượng nhiệt hạch khoảng 1-1,5 tỷ USD mỗi năm, cao hơn con số 800 triệu USD mà chính quyền Tổng thống Mỹ Joe Biden đang chi tiêu.
Từ năm 2015, số lượng bằng sáng chế liên quan đến năng lượng nhiệt hạch của Trung Quốc đã tăng vọt và hiện nay nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác. Energy Singularity, một công ty khởi nghiệp ở Thượng Hải, chỉ là một ví dụ về tốc độ phát triển chóng mặt của Trung Quốc trong lĩnh vực này. Công ty đã chế tạo lò tokamak của riêng mình chỉ trong vòng 3 năm sau khi thành lập, nhanh hơn bất kỳ lò phản ứng tương tự nào từng được xây dựng.
Lò tokamak là cỗ máy hình trụ hoặc hình bánh vòng có độ phức tạp cao, nung nóng hydro đến nhiệt độ cực cao, tạo thành plasma cho phản ứng nhiệt hạch diễn ra. Energy Singularity đang sử dụng loại nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao tiên tiến trong thí nghiệm plasma của mình. Loại nam châm này cho phép lò tokamak nhỏ hơn sản xuất nhiều năng lượng nhiệt hạch như lò lớn và có thể kiềm hãm plasma tốt hơn.
Trong khi đó, các lò tokamak ở Mỹ đang lỗi thời. Andrew Holland, giám đốc điều hành Hiệp hội công nghiệp nhiệt hạch ở Washington, DC, cho biết Mỹ phải phụ thuộc vào máy móc của các nước đồng minh ở Nhật Bản, châu Âu và Anh để thúc đẩy nghiên cứu.
"Chúng tôi không có bất cứ thứ gì như vậy. Phòng thí nghiệm vật lý plasma Princeton đã nâng cấp lò tokamak suốt 10 năm. Lò tokamak khác đang hoạt động ở Mỹ là DIII-D đã 30 năm tuổi. Không có cơ sở nhiệt hạch hiện đại nào tại các phòng thí nghiệm quốc gia của Mỹ", ông nói.
Mặc dù Trung Quốc đang dẫn đầu với lò tokamak, nhưng Mỹ đang tiên phong trong việc sử dụng công nghệ khác là laser. Vào cuối năm 2022, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore tại California đã chiếu gần 200 tia laser vào một hộp hình trụ chứa viên nhiên liệu có kích thước bằng hạt tiêu. Đây là thí nghiệm thành công đầu tiên trên thế giới đạt được thặng dư năng lượng nhiệt hạch, có nghĩa là năng lượng được tạo ra từ quá trình nhiều hơn mức sử dụng để nung nóng nhiên liệu.
Hiện chưa rõ thiết kế nào sẽ thực sự thành công trong việc thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch. Tuy nhiên, với mức đầu tư lớn và những tiến bộ nhanh chóng, Trung Quốc đang cho thấy họ là một đối thủ đáng gờm trong cuộc đua năng lượng nhiệt hạch.
