Незадолго до своей недавней смерти сооснователь Microsoft Пол Аллен отправился на юг Франции в персональный тур по строящемуся крупнейшему в мире термоядерному реактору ITER. Аллен хотел лично увидеть подготовку к «рождению звезды на Земле» — проект ITER должен воссоздать процессы, происходящие внутри Солнца.

Аллен — не единственный миллиардер, интересовавшийся термоядерным синтезом. В технологию, которую Стивен Хокинг называл самой многообещающей для человечества и которая потенциально может дать людям неограниченные запасы экологически чистой энергии, вкладывают десятки миллионов долларов сразу несколько богатейших людей планеты — среди них Билл Гейтс, Джефф Безос, Питер Тиль и Ричард Брэнсон.

Тем не менее технология получения энергии через ядерный синтез так сложна и дорога, что до сих пор на практике используется только в термоядерном оружии. От коммерческого использования она по-прежнему далека — осторожный прогноз ITER допускает такое только к середине века, однако бизнесмены рассчитывают наладить коммерческое производство термоядерной энергии уже в ближайшие годы, рассказывает Bloomberg.

В чем сложность?

Термоядерный синтез — процесс получения энергии в результате слияния ядер атомов, а не расщепления, как в нынешней атомной энергетике. Именно такой процесс происходит внутри звезд — Солнце вырабатывает энергию за счет термоядерных реакций.

Главная проблема с термоядерным синтезом — получить больше энергии, чем было потрачено на саму реакцию, это пока не удалось сделать никому в мире. Термоядерные реакции возможны только в условиях вакуума при температуре выше 100 млн ⁰C. Это сложнее и дороже, чем процесс атомного расщепления. Простым языком процесс термоядерного синтеза и стоящие перед учеными трудности описаны здесь.

Энергетическая выгода термоядерного синтеза. Схема из российской презентации проекта ITER

Главный проект в этой сфере в мире — ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), огромный реактор во Франции, который строится по межправительственному соглашению между ведущими ядерными странами, в том числе Россией. Проект обсуждался с 1985 года, строительство реактора началось в 2008-м. По прогнозам сотрудников ITER, благодаря реактору наладить коммерческое использование энергии термоядерного синтеза можно будет примерно к 2050 году.

Строительство реактора ITER. Источник: ITER

Наплыв инвесторов

Потенциал термоядерного синтеза известен еще с середины прошлого века, но масштабные исследования до последнего времени были слишком дорогостоящими и в основном оставались доступны только для государственных проектов. Но недавние достижения в области машинного обучения, обработки данных и 3D-печати, а также появление новых материалов привлекли к проекту частных инвесторов, пишет Bloomberg. Тем более что с экономической точки зрения термоядерная энергия выгоднее органической и возобновляемой — ее стоимость в среднем оценивается в $118/МВт•ч, природного газа — в $143/МВт•ч, солнечной — $178/МВт•ч. Дешевле только атомная энергия — $94/МВт•ч.

«Это SpaceX-момент для синтеза. Если вас волнует изменение климата, вы обязаны думать о сроках, а не о самом решении. Государства не работают с нужной скоростью», — считает Кристофер Маури, руководитель спонсируемого Джеффом Безосом фонда General Fusion.

20 лет назад поддерживаемая Полом Алленом компания TAE Technologies была единственным частным игроком на рынке термоядерной энергетики. Сейчас у нее как минимум два десятка конкурентов. Это привело к скачкообразному росту числа научных открытий и усилению конкуренции за итоговый прорыв, объясняет Маури.

Один из самых амбициозных проектов — Commonwealth Fusion Systems, компания, основанная в прошлом году шестью профессорами MIT, которые рассчитывают создать термоядерную энергосистему в течение 15 лет. В марте 2018 года компания привлекла $50 млн от группы инвесторов во главе с итальянской нефтяной компанией Eni, которая, как и другие международные компании, инвестирует в будущее без углеродной энергии. В прошлом месяце компания получила неизвестную сумму от фонда Breakthrough Energy Ventures, созданного Гейтсом, Безосом, Брэнсоном, основателем хедж-фонда Bridgewater Рэем Далио и Майклом Блумбергом.

Критики

ITER остается главной надеждой на массовое производство термоядерной энергии, цитирует Bloomberg ядерного инженера Навала Принджи. «Они [частные компании] придумывают все новые идеи, чтобы сделать отрасль более эффективной, но коммерциализация идей — это совсем другая история», — сказал Принджа. Только ITER располагает ресурсами, необходимыми для создания реактора, который может обеспечивать энергией целые города, считает эксперт.

«У конкурентов в планах создать что-то меньшее по масштабу, однако я не видел серьезных аргументов в пользу того, что они могут сделать это. Это история о черепахе и зайце, и мы — черепаха», — добавляет Тим Люс, главный ученый ITER.

У гонки за термоядерной энергией есть и критики, считающие, что деньги лучше тратить на другие исследования. Илон Маск в своем вирусном интервью с виски и марихуаной говорил, что деньги инвесторов следует вкладывать в развитие использования солнечной энергии (которой занимается Маск), а не пытаться воссоздать происходящие внутри звезды процессы: «У нас в небе есть гигантский термоядерный реактор, который стабильно появляется каждый день. Если вы можете производить солнечные панели и батареи, энергия будет у вас 24 часа в сутки».

Впрочем, отмечает Bloomberg, если коммерческое использование термоядерного синтеза может затянуться, многие разработки, созданные в процессе, начнут приносить деньги гораздо раньше. Профильные исследовательские компании уже регулярно патентуют различные разработки вроде нового типа магнитов, которые можно использовать в медицине.

Артем Губенко