A China e os EUA estão em uma corrida para criar a primeira energia de fusão nuclear em escala de grade. Após décadas de liderança nos EUA, a China está alcançando o dobro do dobro e construindo projetos em velocidade recorde.
Freqüentemente chamado de Santo Graal da energia limpa, a fusão nuclear cria quatro vezes mais Energia por quilograma de combustível do que a fissão nuclear tradicional e quatro milhões de vezes mais que o carvão queima, sem gases de efeito estufa ou resíduos radioativos a longo prazo. Se tudo for planejado, será pelo menos um Mercado de US $ 1 trilhão Até 2050, de acordo com a Ignition Research.
Há apenas um grande problema.
“As únicas usinas de fusão que trabalham agora no universo são estrelas”, disse Dennis Whyte, professor de ciência e engenharia nuclear do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
Os EUA foram o primeiro ao uso em larga escala de fusão com um teste de bomba de hidrogênio em 1952. Nas sete décadas desde então, cientistas de todo o mundo estão lutando para aproveitar as reações de fusão para a geração de energia.
As reações de fusão ocorrem quando os átomos de hidrogênio atingem temperaturas extremas suficientes que se fundem, formando um gás super aquecido chamado plasma. A massa derramada durante o processo pode, em teoria, ser transformada em enormes quantidades de energia, mas o plasma é difícil de controlar. Um método popular usa ímãs poderosos para suspender e controlar o plasma dentro de um tokamak, que é um dispositivo em forma de rosquinha de metal. Outro usa lasers de alta energia, apontado para um pellet de combustível do tamanho de um pimenta, comprimindo-o rapidamente e implodindo.
Foi assim que os EUA fizeram a histórica primeira ignição de fusão, produzindo energia positiva líquida na instalação de ignição nacional de Lawrence Livermore, ou NIF, em 2022.
Aqui, o módulo pré -amplificador aumenta a energia do laser à medida que se dirige em direção à câmara -alvo na facitilidade nacional da ignição.
Foto cedida por Damien Jemison no Laboratório Nacional de Lawrence Livermore
Desde então, o investimento privado em startups de fusão dos EUA subiu para mais de US $ 8 bilhões, acima dos US $ 1,2 bilhão em 2021, de acordo com a Fusion Industry Association. Das 40 empresas membros da FIA, 25 delas são baseadas nos EUA
A energia nuclear tradicional, criada a partir da fissão em vez de fusão, teve um grande aumento no investimento, pois a grande tecnologia procura maneiras de preencher as crescentes necessidades de energia dos data centers de IA. Amazon, Google e Meta assinaram uma promessa de ajudar a energia nuclear tripla em todo o mundo até 2050.
“Se você se preocupa com a IA, se você se preocupa com a liderança energética … precisa fazer investimentos sobre a fusão”, disse o CEO da FIA, Andrew Holland. “Isso é algo que, se os Estados Unidos não liderarem, a China”.
Dinheiro, tamanho e velocidade
Enquanto os EUA têm as usinas nucleares mais ativas, A China é rei de novos projetos.
Apesar de ter o terreno em seu primeiro reator quase quatro décadas após o pioneiro dos EUA, a China agora está construindo muito mais usinas de fissão do que qualquer outro país.
China entrou na fusão Corrida no início dos anos 2000, cerca de 50 anos após os EUA, quando ingressou em mais de 30 nações para colaborar no megaprojeto de fusão de reator experimental termonuclear internacional na França. Mas o ITER atingiu grandes atrasos.
A corrida está entre as nações individuais, mas o setor privado dos EUA permanece na liderança. Dos US $ 8 bilhões em investimentos globais de fusão privada, US $ 6 bilhões estão nos EUA, de acordo com a FIA.
A Commonwealth Fusion Systems, uma startup nascida do MIT, levantou mais dinheiro, quase US $ 2 bilhões de Bill Gates, Jeff Bezos e Google.
Helion, com sede em Washington Microsoft Para entregar a Fusion Power à rede até 2028. Tecnologias TAE apoiadas pelo Google levantaram US $ 1,2 bilhão.
“Quem tem energia ilimitada essencialmente abundante … pode impactar tudo o que você pensa”, disse Michl Binderbauer, CEO da TAE Technologies. “Esse é um pensamento assustador se isso estiver nas mãos erradas.”
Quando se trata de financiamento público, a China está muito à frente.
Pequim está colocando US $ 1,5 bilhão anualmente em direção ao esforço, enquanto os dólares federais dos EUA por fusão têm em média cerca de US $ 800 milhões anualmente nos últimos anos, de acordo com o Escritório de Ciências da Energia de Fusion.
Presidente Donald Trump aumentou Suporte para nuclearincluindo Fusion, durante seu primeiro mandato, e isso continuou sob o ex -presidente Joe Biden. Não está claro como será o financiamento do Fusion no segundo mandato de Trump, em meio a um enorme redução federal.
Senadores e especialistas em fusão dos EUA publicaram um relatório em fevereiro pedindo US $ 10 bilhões de fundos federais para ajudar a impedir os EUA de perder sua liderança.
Mas os EUA já podem ter perdido a liderança quando se trata do tamanho do reator. Geralmente, quanto maior a pegada, mais eficientemente um reator pode aquecer e limitar o plasma, aumentando as chances de energia positiva líquida.
Uma imagem via satélite de 11 de janeiro de 2025 mostra um enorme projeto nuclear em Mianyang, China, que parece incluir quatro baías a laser apontando para uma cúpula de contenção aproximadamente do tamanho de um campo de futebol, cerca de duas vezes mais que a instalação nacional de fusão de ignição dos EUA.
Planet Labs PBC
Uma série de imagens de satélite fornecidas à CNBC pela Planet Labs mostra o rápido edifício em 2024 de um novo local de fusão a laser na China. A cúpula de contenção onde a reação de fusão ocorrerá é aproximadamente o dobro do tamanho do NIF, o projeto de fusão a laser dos EUA, disse o Decker Eveleth, da CNA Corporation. O local da China é provavelmente um híbrido de fusão de fusão, disse a Holanda da FIA.
“Um híbrido de fusão de fusão é essencialmente como replicar uma bomba, mas como uma usina. Ela nunca funcionaria, nunca voaria em um lugar como os Estados Unidos, onde você tem um regime regulatório que determina a segurança”, disse Holland. “Mas em um regime como a China, onde não importa o que as pessoas que moram ao lado dizem, se o governo diz que queremos fazê -lo, vamos fazê -lo”.
O projeto nacional de tokamak existente da China, leste, foi definindo registrosVoltamente com França Projeto West nos últimos dois meses para a maior contenção de plasma de todos os tempos dentro de um reator, embora esse seja um marco menos monumental que a energia positiva líquida.
Outro enorme projeto chinês financiado pelo estado, Craft, está definido como atingir a conclusão este ano. O campus de fusão de 100 acres de US $ 700 milhões, no leste da China, também terá um novo tokamak chamado Melhor que deve terminar em 2027.
O ofício da China parece seguir um Plano dos EUA Publicado por centenas de cientistas em 2020, disse Holland.
“O Congresso não fez nada para gastar o dinheiro para colocar isso em ação”, disse ele. “Publicamos isso, e os chineses foram e construíram”.
A Helion Startup dos EUA disse à CNBC que alguns projetos chineses também estão copiando seus projetos patenteados.
“A China, especificamente, estamos vendo investimentos das agências estaduais para investir em empresas para replicar os projetos das empresas americanas”, disse David Kirtley, fundador e CEO da Helion.
Mão de obra e materiais
O rápido lançamento de novos projetos de fusão da China chega em um momento em que os esforços americanos estão amplamente focados na atualização de máquinas existentes, algumas delas com mais de 30 anos.
“Ninguém quer trabalhar em dinossauros antigos”, disse o Binderbauer de Tae, acrescentando que novos projetos atraem mais talentos. “Há um pouco de fuga de cérebros”.
No início dos anos 2000, cortes no orçamento Para a pesquisa doméstica, a pesquisa forçou as universidades americanas a interromper o trabalho em novas máquinas e enviar pesquisadores para aprender nas máquinas de outros países, incluindo a China.
“Em vez de construir novos, fomos para a China e os ajudamos a construir os deles, pensando: ‘Oh, isso seria ótimo. Eles terão a instalação. Seremos realmente inteligentes'”, disse Bob Mumgaard, co-fundador e CEO da Commonwealth Fusion Systems. “Bem, isso foi um grande erro.”
A China agora tem mais patentes de fusão do que qualquer outro país e 10 vezes o número de doutorados em ciência e engenharia de fusão como EUA, de acordo com um relatório De Nikkei Asia.
“Há um pool de mão -de -obra finita no oeste para o qual todas as empresas competem”, disse Binderbauer. “Essa é uma restrição fundamental.”
A Commonwealth Fusion Systems Sparc Tokamak sendo montada em dezembro de 2024 em Devens, Massachusetts, está programada para usar ímãs supercondutores para atingir a ignição por fusão em 2027.
Commonwealth Fusion Systems
Além da mão -de -obra, os projetos de fusão precisam de uma quantidade enorme de materiais, como ímãs de alta potência, metais específicos, capacitores e semicondutores de energia. Kirtley, de Helion, disse que a linha do tempo do mais recente protótipo da empresa, Polaris, foi estabelecida inteiramente pela disponibilidade de semicondutores.
A China está fazendo movimentos para encurralar a cadeia de suprimentos para muitos desses materiais, em um jogo semelhante ao que aconteceu com o domínio solar e Ev baterias.
“A China está investindo dez vezes a taxa de que os Estados Unidos estão em desenvolvimento de material avançado”, disse Kirtley. “Isso é algo que temos que mudar.”
A empresa de fusão de Xangai, Energy Singularity, disse à CNBC em comunicado que “sem dúvida” se beneficia da “cadeia de suprimentos eficiente” da China. Em junho, a Energy Singularity disse que criou com sucesso o plasma em tempo recorde, apenas dois anos depois de iniciar o design de seu tokamak.
Isso ainda está muito longe de chegar ao poder de fusão comercial em escala de grade. Helion pretende ser o primeiro com uma meta de 2028. A Commonwealth anunciou o site na Virgínia, onde planeja trazer a primeira usina Fusion Power, arco, on -line no início dos anos 2030.
“Embora os primeiros possam estar nos EUA, acho que não devemos nos consolar nisso”, disse Whyte do MIT. “A linha de chegada é na verdade uma indústria de fusão madura que produz produtos para uso em todo o mundo, inclusive nos centros de IA”.
ASSISTA: https://www.cnbc.com/video/2025/03/14/china-is-catching-the-us-in-nuclear-fusion-amid-ai-power-demand.html