China und die USA sind in einem Rennen, um die erste nukleare Fusionsenergie im Netzstock zu schaffen. Nach Jahrzehnten der US -Führung greift China auf, indem er doppelt so viel ausgibt und Projekte mit Rekordgeschwindigkeit baut.
Die Kernfusion, die oft als heiliger Gral der sauberen Energie bezeichnet wird, erzeugt viermal mehr Energie pro Kilogramm Kraftstoff als herkömmliche Kernspaltung und vier Millionen Mal mehr als das Verbrennen von Kohle ohne Treibhausgase oder langfristige radioaktive Abfälle. Wenn alles zu planen, wird es laut Zünduntersuchung mindestens ein Markt für mindestens 1 Billionen US -Dollar bis 2050 sein.
Es gibt nur ein großes Problem.
“Die einzigen arbeitenden Fusion -Kraftwerke im Universum sind Stars”, sagte Dennis Whyte, Professor für Nuklearwissenschaft und Ingenieurwesen am Massachusetts Institute of Technology.
Die USA hatten 1952 als erstes die Verwendung von Fusion von Fusion mit einem Wasserstoffbombentest. In den sieben Jahrzehnten seitdem haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt Schwierigkeiten, Fusionsreaktionen für die Stromerzeugung zu nutzen.
Fusionsreaktionen treten auf, wenn Wasserstoffatome extrem genug Temperaturen erreichen, die sie miteinander verschmelzen und ein überwärmtes Gas namens Plasma bilden. Der Massenschuppen während des Prozesses kann theoretisch in riesige Mengen an Energie umgewandelt werden, aber das Plasma ist schwer zu kontrollieren. Eine beliebte Methode verwendet leistungsstarke Magnete, um das Plasma in einem Tokamak zu suspendieren und zu steuern, einem Metall-Donut-förmigen Gerät. Ein anderer verwendet energiereiche Laser, die auf ein Kraftstoffpellet in Pfefferkörnern gerichtet sind und es schnell komprimieren und implodieren.
So zogen die USA die historische erste Fusionszündung ab und produzierten im Jahr 2022 in der nationalen Zündeinrichtung von Lawrence Livermore (NIF).
Hier erhöht das Vorverstärkermodul die Laserenergie, wenn es in der nationalen Zündfunktion in Richtung der Zielkammer geht.
Foto mit freundlicher Genehmigung von Damien Jemison im Lawrence Livermore National Laboratory
Seitdem ist private Investitionen in Startups für US -Fusions in mehr als 8 Milliarden US -Dollar gestiegen, gegenüber 1,2 Milliarden US -Dollar im Jahr 2021, so der Fusion Industry Association. Von den 40 Mitgliedsunternehmen der FIAs sind 25 von ihnen in den USA ansässig
Die traditionelle Kernenergie, die aus Spaltung statt Fusion geschaffen wurde, hat einen großen Anstieg der Investitionen erlebt, da Big Tech nach Möglichkeiten sucht, die ständig steigenden Strombedürfnisse von AI-Rechenzentren zu erfüllen. Amazon, Google und Meta haben ein Versprechen unterzeichnet, um bis 2050 weltweit dreikuldig zu helfen.
“Wenn Sie sich für KI interessieren, wenn Sie sich für Energy Leadership interessieren … müssen Sie in die Fusion investieren”, sagte Andrew Holland Andrew Holland, CEO von FIA. “Dies ist etwas, das, wenn die Vereinigten Staaten nicht weiter führen, China wird.”
Geld, Größe und Geschwindigkeit
Während die USA die aktivsten Kernkraftwerke haben, ist China König der neuen Projekte.
Obwohl er fast vier Jahrzehnte nach der Pionierin der Technologie auf dem ersten Reaktor auf dem Boden brach, baute Chinas jetzt weitaus mehr Spaltungsanlagen als jedes andere Land.
China trat in die Fusion ein Rennen in den frühen 2000er Jahren, etwa 50 Jahre nach den USA, als es mehr als 30 Nationen anschloss, um an der internationalen thermonuklearen experimentellen Reaktorfusions -Megaprojekt in Frankreich zusammenzuarbeiten. Aber Iter hat seitdem große Verzögerungen getroffen.
Das Rennen befindet sich zwischen einzelnen Nationen, aber der US -amerikanische Privatsektor bleibt in Führung. Laut FIA befinden sich die weltweiten privaten Fusion -Investitionen in Höhe von 8 Milliarden US -Dollar in den USA.
Commonwealth Fusion Systems, ein aus dem MIT geborener Startup, hat das meiste Geld gesammelt, fast 2 Milliarden US -Dollar von Bill Gates, Jeff Bezos und Google.
Helion ansässig in Washington hat 1 Milliarde US Microsoft bis 2028 Fusionsstrom in das Netz liefern. Google-unterstütztes TAE Technologies hat 1,2 Milliarden US-Dollar gesammelt.
“Wer auch immer reichlich unbegrenzter Energie hat … kann alles beeinflussen, was Sie denken”, sagte Michl Binderbauer, CEO von Tae Technologies. “Das ist ein beängstigender Gedanke, wenn das in den falschen Händen liegt.”
Wenn es um öffentliche Finanzmittel geht, ist China weit voraus.
Laut dem Büro für Fusion Energy Sciences der Energy Department hat Peking jährlich 1,5 Milliarden US -Dollar für die Anstrengungen in den Bemühungen der US -Bundesdollar für Fusion in den letzten Jahren in den letzten Jahren eingelegt.
Präsident Donald Trump erhob in seiner ersten Amtszeit die Unterstützung für Nuklear, einschließlich Fusion, und das dauerte im Rahmen des ehemaligen Präsidenten Joe Biden. Es ist unklar, wie Fusionsfinanzierung in Trumps zweiter Amtszeit inmitten massiver Bundesverdünnung aussehen wird.
US -Senatoren und Fusionsexperten haben im Februar einen Bericht veröffentlicht, in dem 10 Milliarden US -Dollar gefordert wurden von Bundesmitteln, um die USA davon abzuhalten, ihre Führung zu verlieren.
Aber die USA haben möglicherweise bereits die Führung verloren, wenn es um die Reaktorgröße geht. Je größer der Fußabdruck ist, desto effizienter kann ein Reaktor das Plasma erhitzen und einschränken, was die Chancen auf positive Netto -Energie erhöht.
Ein Satellitenbild vom 11. Januar 2025 zeigt ein massives Atomprojekt in Mianyang, China, das anscheinend vier Laserbuchten umfasst, die auf einen Containment Dome ungefähr so groß wie ein Fußballfeld zeigen, etwa doppelt so groß wie die US -amerikanische National Ignition Fusion -Einrichtung.
Planet Labs PBC
Eine Reihe von Satellitenbildern, die von Planet Labs CNBC zur Verfügung gestellt wurden, zeigt das schnelle Gebäude im Jahr 2024 eines riesigen neuen Laserfusionsortes in China. Die Containment Dome, in der die Fusionsreaktion auftritt, ist ungefähr doppelt so groß wie NIF, das US-amerikanische Laserfusionsprojekt, sagte Decker Eveleth von CNA Corporation. Der Standort China ist wahrscheinlich ein Fusion-Spannungs-Hybrid, sagte Holland von Fia.
“Ein Fusion-Spannungs-Hybrid ist im Wesentlichen wie die Replikation einer Bombe, aber als Kraftwerk. Es würde niemals funktionieren, niemals an einem Ort wie den Vereinigten Staaten fliegen, an dem Sie ein regulatorisches Regime haben, das die Sicherheit bestimmt”, sagte Holland. “Aber in einem Regime wie China spielt es keine Rolle, was die Menschen, die nebenan leben, wenn die Regierung sagt, dass wir es tun wollen, werden wir es tun.”
Chinas bestehendes nationales Tokamak -Projekt, East, hat in den letzten Monaten Rekorde mit dem Frankreich -Projekt West aufgestellt, um die längste Eindämmung des Plasmas innerhalb eines Reaktors zu finden, obwohl dies ein weniger monumentaler Meilenstein als ein positiver Netto -Energie ist.
Ein weiteres riesiges staatlich finanziertes chinesisches Projekt, Craft, wird in diesem Jahr abgeschlossen sein. Der 700 Millionen US-Dollar 100 Hektar große Fusion-Campus in Ostchina wird auch einen neuen Tokamak namens Best haben, der voraussichtlich 2027 abgeschlossen sein wird.
Chinas Handwerk scheint einem US -Plan zu folgen, der von Hunderten von Wissenschaftlern im Jahr 2020 veröffentlicht wurde, sagte Holland.
“Der Kongress hat nichts getan, um das Geld auszugeben, um dies in die Tat umzusetzen”, sagte er. “Wir haben dieses Ding veröffentlicht, und die Chinesen gingen dann und bauten es.”
Das US -amerikanische Fusion -Startup Helion sagte CNBC, dass einige chinesische Projekte auch seine patentierten Designs kopieren.
“China, insbesondere in Investitionen der staatlichen Behörden, um in Unternehmen zu investieren, um dann US -Unternehmensentwürfe zu replizieren”, sagte David Kirtley, Gründer und CEO von Helion.
Arbeitskräfte und Materialien
Chinas schnelles Einteilen neuer Fusionsprojekte kommt zu einer Zeit, in der sich amerikanische Bemühungen größtenteils auf die Verbesserung bestehender Maschinen konzentriert haben, einige von ihnen älter als 30 Jahre.
“Niemand möchte an alten Dinosaurier arbeiten”, sagte Taes Binderbauer und fügte hinzu, dass neue Projekte mehr Talente anziehen. “Es gibt ein bisschen einen Brain -Abfluss.”
In den frühen 2000er Jahren zwangen die Budgetkürzungen bei der Inlandsfusionsforschung die US -amerikanischen Universitäten, die Arbeit an neuen Maschinen einzustellen und Forscher dazu zu schicken, auf den Maschinen anderer Lande, einschließlich Chinas, zu lernen.
“Anstatt neue zu bauen, sind wir nach China gegangen und haben ihnen geholfen, ihre zu bauen und zu denken:” Oh, das wäre großartig. Sie werden die Einrichtung haben. Wir werden wirklich schlau sein “, sagte Bob Mumgaard, Mitbegründer und CEO von Commonwealth Fusion Systems. “Nun, das war ein großer Fehler.”
China hat jetzt mehr Fusionspatente als jedes andere Land und zehnmal so viele Promotionen in Fusion Science and Engineering als USA, wie aus einem Bericht von Nikkei Asia hervorgeht.
“Es gibt einen endlichen Arbeitspool im Westen, um den alle Unternehmen konkurrieren”, sagte Binderbauer. “Das ist eine grundlegende Einschränkung.”
Commonwealth -Fusionssysteme Sparc Tkamak, das im Dezember 2024 in Devens, Massachusetts, zusammengestellt wird, soll im Jahr 2027 supraleitende Magnete verwenden, um die Fusionszündung zu erreichen.
Commonwealth Fusion Systems
Neben der Arbeitskräfte benötigen Fusionsprojekte eine große Menge an Materialien wie Hochleistungsmagneten, spezifische Metalle, Kondensatoren und Power -Halbleiter. Helion’s Kirtley sagte, die Zeitleiste des jüngsten Prototyps des Unternehmens, Polaris, sei ausschließlich durch die Verfügbarkeit von Halbleitern festgelegt.
China bewegt sich, um die Lieferkette für viele dieser Materialien zu integrieren, in einem ähnlichen Spiel wie es, um Solar- und EV -Batterien zu dominieren.
“China investiert das Zehnfache der Rate, die sich die Vereinigten Staaten in fortgeschrittener materieller Entwicklung befinden”, sagte Kirtley. “Das müssen wir uns ändern.”
Die in Shanghai ansässige Fusion Company Energy Singularity, Energy Singularity, teilte CNBC in einer Erklärung mit, dass es “zweifellos” von Chinas “effizienter Lieferkette” profitiert. Im Juni gab Energy Singularity bekannt, dass es in Rekordzeit erfolgreich Plasma geschaffen hat, nur zwei Jahre nach Beginn des Designs seines Tokamaks.
Das ist noch weit davon entfernt, eine kommerzielle Fusionskraft im Netzstock zu erreichen. Helion ist mit einem Ziel von 2028 an erster Stelle stehen. Commonwealth hat den Standort in Virginia angekündigt, wo es in den frühen 2030er Jahren das erste Fusion -Kraftwerk, ARC, online mitbringen möchte.
“Auch wenn die ersten in den USA sein könnten, denke ich nicht, dass wir uns darin trösten sollten”, sagte MIT’s Whyte. “Die Ziellinie ist eigentlich eine ausgereifte Fusion -Branche, die weltweit Produkte produziert, einschließlich in KI -Zentren.”
Uhr: https://www.cnbc.com/video/2025/03/14/china-is-catching-the-us-in-nuclear-fusion-amid-ai-power-demand.html
