Pekinas aplenkia JAV branduolinės sintezės lenktynėse --- Švarios energijos Šventasis Gralis pritraukia naujų sunkiasvorių investicijų

„Vyksta aukštųjų technologijų lenktynės tarp JAV ir Kinijos, nes abi šalys siekia sunkiai pasiekiamo energijos šaltinio – sintezės.

 

 Kinija išleidžia daugiau, nei JAV, užbaigdama didžiulį branduolių sintezės technologijų miestelį ir įsteigdama nacionalinį sintezės konsorciumą, į kurį įeina keletas didžiausių pramonės įmonių.

 

 Įgulos Kinijoje dirba trimis pamainomis, iš esmės visą parą, kad užbaigtų sintezės projektus. O Azijos supervalstybė turi 10 kartų daugiau sintezės mokslo ir inžinerijos mokslų daktaro laipsnių, nei JAV.

 

 Dėl to Amerikos pareigūnai ir mokslininkai vis labiau nerimauja, kad ankstyvas JAV pranašumas slysta.

 

 JP Allainas, vadovaujantis Energetikos departamento Branduolinės sintezės energetikos mokslų biurui, teigė, kad Kinija branduolių sintezei per metus išleidžia apie 1,5 mlrd. dolerių.

 

 Be to, atrodo, kad Kinija laikosi programos, panašios į planą, kurį šimtai JAV sintezės mokslininkų ir inžinierių pirmą kartą paskelbė 2020 m., tikėdamiesi sukurti komercinę sintezės energiją.

 

 „Jie kuria pagal mūsų ilgalaikį planą“, – sakė Allainas. "Tai labai nervinantis dalykas, kaip galite įsivaizduoti."

 

 Mokslininkai, susipažinę su Kinijos sintezės įrenginiais, teigė, kad jei šalis tęs jos dabartinį išlaidų ir plėtros tempą, ji per trejus ar ketverius metus pralenks JAV ir Europos magnetinės sintezės pajėgumus.

 

 Sintezė jau seniai buvo švarios energijos svajonė. Atomų jungimosi procesas yra tas pats procesas, kuris maitina saulę, ir mokslininkai tikisi jį panaudoti, kad būtų tiekiama beveik neribota energija.

 

 Ši technologija susiduria su bauginančiomis mokslinėmis ir inžinerinėmis kliūtimis, o kai kurie ekspertai mano, kad tai miražas, kuris liks nepasiekiamas.

 

 Nors mokslinis proveržis branduolių sintezės srityje galėtų būti naudingas visai žmonijai, kai kurie JAV baiminasi, kad dėl to Kinija atsidurs priešaky augančioje konkurencijoje dėl energijos išteklių, kai JAV ir kiti bando perkelti daugiau gamybos ir tiekimo grandinių į vidaus sienas.

 

 Kinija jau turi sparčiai augančią branduolinių technologijų pramonę ir stato daugiau įprastų atominių elektrinių, nei bet kuri kita šalis. Šalies atominių elektrinių plėtra suteiks jai pranašumą, kai bus pasiekta komercinė sintezė, teigiama praėjusį mėnesį Informacinių technologijų ir inovacijų fondo, Vašingtone įsikūrusio ekspertų centro, kurio rėmėjai yra didelių technologijų įmonių, paskelbta ataskaita.

 

 Branduolio sintezė įvyksta, kai susilieja du lengvieji atomų branduoliai, sudarydami vieną sunkesnį. Šis procesas išskiria didžiulius energijos kiekius, neišskiria anglies dvideginio ir duoda ribotą radioaktyvių atliekų kiekį – jei kas nors gali tai priversti veikti.

 

 Viso pasaulio mokslininkai bando išsiaiškinti, kaip palaikyti sintezės reakcijas ir sukurti būdą, kaip tą energiją paversti grynąja galia.

 

 JAV pirmauja technologijoje, kuri naudoja lazerius sintezės reakcijoms sukurti, nors magnetinė sintezė, naudojant magnetinius laukus plazmai apriboti, yra ta vieta, kur daugelis ekspertų pirmiausia tikisi komercializavimo.

 

 Kinija deda didžiulius išteklius, siekdama energijos gausos. Pasak mokslininkų, susipažinusių su pastangomis, įgulos Kinijoje sustoja tik per Naujuosius Mėnulio metus.

 

 "Jie ketina įdėti daug žmogiškojo kapitalo, daug pinigų ir daug organizacijos. Ir bus klausimas, ar jie gali išsiaiškinti technologiją?" sakė Bobas Mumgaardas, didžiausios JAV privačios sintezės bendrovės „Commonwealth Fusion Systems“ su investuotojais, tarp kurių yra ir Billas Gatesas, vadovas.

 

 Kinijos mokslų akademijos Plazmos fizikos institutas Rytų Kinijos mieste Hefėjuje 2018 m.pastatė beveik 100 akrų magnetinės sintezės tyrimų ir technologijų miestelį. Tikimasi, kad įrenginys bus baigtas kitais metais, tačiau jis jau beveik veikia ir orientuotas į technologijos industrializavimą.

 

 Praėjusių metų pabaigoje Kinija pareiškė, kad įkurs naują nacionalinę branduolių sintezės bendrovę, o valstybinė Kinijos nacionalinė branduolinė korporacija vadovaus valstybinių pramonės įmonių ir universitetų, užsiimančių branduolių sintezės energija, konsorciumui. Tarp didžiausių privačios Kinijos įmonės pastangų yra energetikos konglomerato ENN, kuris 2018 m. sukūrė branduolių sintezės padalinį nuo nulio.

 

 Nuo tada ENN sukūrė du tokamakus – mašinas, kuriose gali įvykti sintezė, naudodama galingus magnetus plazmai laikyti. ENN sintezės darbas nėra gerai suprantamas už Kinijos ribų, o jo vystymosi tempą būtų sunku pakartoti JAV ar Europoje.

 

 Nuo 2021 m. rugpjūčio mėn. vyriausybių ir privačių investuotojų susidomėjimas sinteze sulaukė didžiulio susidomėjimo. Investicijos į sintezės technologijas išaugo 2022 m., kai Kalifornijos Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos mokslininkai pasiekė „užsidegimą“ – sintezės reakciją, kuri pagamino daugiau energijos, nei sunaudojo. Nuo to laiko federalinė tyrimų laboratorija keturis kartus pasiekė šį pagrindinį etapą.

 

 Bideno administracija 2022 metais iškėlė tikslą pasiekti komercinės sintezės energijos per dešimtmetį ir neseniai pateiktame biudžeto pasiūlyme prašė 1 mlrd. dolerių. Neseniai Baltuosiuose rūmuose vykusiame renginyje buvo aptartas JAV viešojo ir privataus sintezės konsorciumo, panašaus į 1980-ųjų ir 90-ųjų puslaidininkių programą, organizavimas. Kai kurie neseniai gauti DOE apdovanojimai buvo struktūrizuoti panašiai, kaip NASA skatino komercinę kosmoso pramonę.

 

 Tammy Ma, Lawrence'o Livermore'o nacionalinės uždegimo gamyklos inercinės sintezės energijos iniciatyvos vadovas, teigė, kad JAV sintezės biudžetas 2024 finansiniams metams, yra 4 proc. didesnis, nei ankstesniais metais, deja, to nepakako, kad neatsilikti nuo infliacijos. Dėl lėto augimo JAV aspirantų mokyklose sumažėjo mokslinių tyrimų stipendijų ir subsidijomis finansuojamų darbo vietų, sakė Ma.

 

 Branduolinės sintezės pasaulis pilnas priešų/draugų, kurie tiki, kad jų technologija ir požiūris geriausiai patenkina pasaulio energijos poreikius. Dauguma jų yra kolegialūs konkurentai, kurių partnerystės voratinkliai apjuosia pasaulį. Tačiau bendradarbiavimą apsunkino vis labiau priešiški santykiai tarp Kinijos ir Vakarų, ypač JAV.

 

 Kinija dešimtmečius investavo į žaliavas ir technologijas, kurios yra labai svarbios, pereinant prie mažo anglies dioksido kiekio. Daugelį jų taip pat naudoja sintezės įmonės ir tyrėjai, įskaitant galingus magnetus, skirtus plazmai laikyti vietoje, ir litį, kuris, be kitų technologijų, gali būti naudojamas, kaip antklodė aplink sintezės reaktorių, kad sugertų plazmoje pagamintus neutronus.

 

 Branduolinės sintezės mokslininkai keičiasi informacija ir dalijasi informacija nuo šeštojo dešimtmečio pabaigos, kai šalys pradėjo išslaptinti sintezės energijos tyrimus. Kinija, Rusija ir JAV yra tarp 35 šalių, dalyvaujančių Tarptautiniame termobranduoliniame eksperimentiniame reaktoriuje arba ITER Prancūzijoje.

 

 Kinijos mokslininkai dalyvauja tarptautinėse sintezės konferencijose ir atrodo, kad jiems patogiausia dalytis informacija per tiesioginius pokalbius, sako kiti mokslininkai, nors kalba yra kliūtis.

 

 JAV atstovas Donas Beyeris, Virdžinijos demokratas ir Kongreso „Fusion Energy Caucus“ pirmininkas, sakė, kad daug JAV lėšų sintezei skiriama senoms programoms, o ne „pažangiausioms“.

 

 „Kinijoje, kaip galime pasakyti, didžioji dalis jų vieno su puse milijardo investicijų iš tikrųjų ketina kurti daiktus, kurie konkuruotų su Helion arba Commonwealth Fusion“, – sakė Beyeris, turėdamas omenyje dvi didžiausias privačias sintezės įmones JAV.

 

 Dešimtmečius Kinija „beveik nieko“ neturėjo sintezės programose, sakė MIT inžinerijos profesorius Dennisas Whyte'as, kelerius metus dirbęs Kinijos sintezės patariamuosiuose komitetuose.

 

 Kinijai prireikė maždaug 10 metų, kad sukurtų pasaulinio lygio sintezės mokslo programą ir nacionalines laboratorijas.

 

 „Tai buvo beveik, kaip blyksnis, kad jiems pavyko ten patekti“, - sakė Whyte'as. „Nenuvertinkite jų galimybių įsibėgėti."

 

 JAV turi pranašumų dėl verslumo, tačiau jai reikia geresnio privačių įmonių, universitetų ir vyriausybės koordinavimo, panašiai, kaip šeštajame dešimtmetyje plėtojant branduolinių povandeninių laivų programą, sakė Whyte'as.

 

 „Man neaišku, kas laimės“, – sakė jis." [1]

 

Naudingos visai žmonijai branduolių sintezės dabar mums neužtenka.  Svarbiausia, kad branduolinė sintezė turi būti naudinga Amerikos profsąjungoms ir įmonėms, kurios remia Bideną prezidento rinkimuose. Lašinių dalinimas saviems tampa svarbiausiu progreso kriterijumi.

 

1. Beijing Leads U.S. in Fusion Race --- Clean energy's Holy Grail is attracting new investment from heavyweights. Hiller, Jennifer; Sha Hua.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 09 July 2024: B.1.

Beijing Leads U.S. in Fusion Race --- Clean energy's Holy Grail is attracting new investment from heavyweights

"A high-tech race is under way between the U.S. and China as both countries chase an elusive energy source: fusion.

China is outspending the U.S., completing a massive fusion-technology campus and launching a national fusion consortium that includes some of its largest industrial companies.

Crews in China work in three shifts, essentially around the clock, to complete fusion projects. And the Asian superpower has 10 times as many Ph.D.s in fusion science and engineering as the U.S.

The result is an increasing worry among American officials and scientists that an early U.S. lead is slipping away.

JP Allain, who heads the Energy Department's Office of Fusion Energy Sciences, said China is spending around $1.5 billion a year on fusion, nearly twice the U.S. government's fusion budget. 

Additionally, China appears to be following a program similar to the road map that hundreds of U.S. fusion scientists and engineers first published in 2020 in hopes of making commercial fusion energy.

"They're building our long-range plan," Allain said. "That's very frustrating, as you can imagine."

Scientists familiar with China's fusion facilities said that if the country continues its current pace of spending and development, it will surpass the U.S.'s and Europe's magnetic fusion capabilities in three or four years.

Fusion has long been a clean-energy dream. The process of combining atoms is the same process that powers the sun, and scientists hope to harness it to deliver almost-limitless energy.

 The technology faces daunting scientific and engineering hurdles, and some experts consider it a mirage that will remain out of reach.

Though a scientific breakthrough on fusion could benefit all of humanity, some in the U.S. fear it would give China a leg up in a growing competition over energy resources as the U.S. and others try to shift more production and supply chains within domestic borders.

China already has a rapidly growing nuclear-technology industry and is building more conventional nuclear-power plants than any other country. The country's nuclear-plant development will give it an advantage when commercial fusion is reached, according to a report released last month by the Information Technology and Innovation Foundation, a Washington, D.C.-based think tank with backers that include big tech companies.

Nuclear fusion occurs when two light atomic nuclei merge to form a single heavier one. That process releases huge amounts of energy, no carbon emissions and limited radioactivity -- if someone can get it to work.

Scientists around the world are trying to figure out how to sustain fusion reactions and engineer a way to turn that energy into net power. 

The U.S. leads on a technology that uses lasers to create fusion reactions, though magnetic fusion -- using magnetic fields to confine plasma -- is where many experts expect commercialization first.

China is putting vast resources into chasing the abundant-energy dream. Crews in China break only around Lunar New Year, according to scientists familiar with the efforts.

"They're going to put a lot of human capital and a lot of money and a lot of organization around it. And the question will be, can they figure out the technology?" said Bob Mumgaard, chief executive of Commonwealth Fusion Systems, the largest private fusion company in the U.S., with investors that include Bill Gates.

The Chinese Academy of Sciences' Institute of Plasma Physics in the eastern Chinese city of Hefei in 2018 broke ground on a nearly 100-acre magnetic-fusion research and technology campus. The facility is expected to be completed next year but is already largely operational and focused on industrializing the technology.

Late last year, China said it would form a new national fusion company, and said the state-owned Chinese National Nuclear Corp. would lead a consortium of state-owned industrial firms and universities pursuing fusion energy. Among the largest efforts by a private Chinese company are those of ENN, an energy conglomerate, which created a fusion division from scratch in 2018.

Since then, ENN has built two tokamaks, the machines where fusion can happen, using powerful magnets to hold plasma. ENN's fusion work isn't well understood outside of China and its pace of development would be difficult to replicate in the U.S. or Europe.

Fusion has seen a burst of interest from governments and private investors since August 2021. Investments in fusion technology surged in 2022 after scientists at Lawrence Livermore National Laboratory in California achieved "ignition" -- a fusion reaction that produced more energy than it consumed. The federal research lab has achieved the key milestone four times since.

The Biden administration in 2022 set a goal of achieving commercial fusion energy within a decade and requested $1 billion for fusion in its recent budget proposal. Organizing a U.S. public-private fusion consortium, similar to a 1980s and '90s semiconductor program, was a suggestion discussed at a recent White House event. Some recent DOE awards were structured similarly to the way NASA has boosted the commercial space industry.

Tammy Ma, lead for the Inertial Fusion Energy Initiative at Lawrence Livermore's National Ignition Facility, said the U.S. fusion budget of $790 million for the 2024 fiscal year, a 4% increase from the year prior, hasn't been enough to keep pace with inflation. The sluggish growth has meant fewer research grants and grant-funded positions available in U.S. graduate schools, Ma said.

The fusion world is full of frenemies who believe their technology and approach is the best to meet the world's energy needs. Most are collegial competitors with partnerships that spiderweb the globe. But cooperation has been complicated by the increasingly adversarial relationship between China and the West, especially the U.S.

China for decades has invested in raw materials and technologies that are key to the low-carbon transition. Many of those are also used by fusion firms and researchers, including powerful magnets to hold plasmas in place and lithium, which can be used as a blanket layer around a fusion reactor to absorb neutrons produced in plasmas, among other technologies.

Fusion scientists have swapped and shared information since the late 1950s, when countries began declassifying fusion energy research. China, Russia and the U.S. are among the 35 countries involved in the International Thermonuclear Experimental Reactor, or ITER, in France.

Chinese scientists participate in international fusion conferences and seem most comfortable sharing information through direct conversations, other scientists say, though language is an obstacle.

U.S. Rep. Don Beyer, a Virginia Democrat and co-chair of Congress's Fusion Energy Caucus, said that much U.S. fusion spending goes to legacy programs, "not the cutting-edge stuff."

"In China, from what we can tell, most of their billion and a half is actually going to build stuff that would compete with Helion or Commonwealth Fusion," Beyer said, referring to two of the largest private fusion firms in the U.S.

For decades, China had "almost nothing" of a fusion program, said Dennis Whyte, a professor of engineering at MIT, who for several years sat on Chinese fusion advisory committees. 

It took China about 10 years to build a world-class fusion science program and national labs.

"It was almost like a flash that they were able to get there," Whyte said. "Don't underestimate their capabilities about coming up to speed."

The U.S. has advantages with an entrepreneurial approach but needs better coordination between private companies, universities and the government, similar to what was used in the 1950s to develop the nuclear submarine program, Whyte said.

"It's not clear to me who will win," he said." [1]

Nuclear fusion, useful for all mankind, is not enough for us now. Most importantly, nuclear fusion must benefit American unions and businesses that are supporting Biden in the presidential election. Sharing the bacon becomes the most important criterion for progress.

1. Beijing Leads U.S. in Fusion Race --- Clean energy's Holy Grail is attracting new investment from heavyweights. Hiller, Jennifer; Sha Hua.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 09 July 2024: B.1.

Tai stumia, begėdiškai stumia Vytautas Landsbergis jo, nieko nesugebantį, anūką prie dar riebesnio lovio ES

 Visur kitur žmonės mirtų iš juoko. Mes rimtai aptarinėjame tokius niekus. Kodėl mes tokie nevykėliai?

Americans have no chances to produce competitive today's technology in America. Despite that Americans are trying to kill manufacturing in China

 

"Reworking global supply chains so that they are less dependent on East Asia will be a challenge. 

East Asian chip factories offer more cutting-edge technology, a larger pool of talented engineers and lower costs than American factories are projected to.

Taiwan produces more than 60 percent of the world’s chips and nearly all of the most advanced chips, which are used in computers, smartphones and other devices.

By comparison, the U.S. semiconductor industry could face a shortage of up to 90,000 workers over the next few years, according to several estimates.

Governments in China, Taiwan, South Korea and elsewhere are also aggressively subsidizing their own chips industries.

Still, billions of dollars of new U.S. investment are expected to somewhat shift global supply chains. The U.S. share of global chip manufacturing is projected to rise to 14 percent by 2032, from 10 percent today, according to a May report from the Semiconductor Industry Association and the Boston Consulting Group.

Some administration officials have engaged in a more coercive form of chip diplomacy to prevent China from developing versions of American technology. That approach has focused on persuading a handful of countries — Japan and the Netherlands, in particular — to stop companies from selling some chip-making tools to China.

Alan Estevez, who leads the bureau within the Commerce Department in charge of export controls, visited Japan and the Netherlands last month to try to persuade the countries to block companies there from selling certain advanced technology to China." [1]

It is great that Biden is finishing his political work this year. More of such management, and we all might end up in a new stone age in the best case scenario.

1. U.S. Creates High-Tech Global Supply Chains to Blunt Risks Tied to China. Wong, Edward; Swanson, Ana.  New York Times (Online) New York Times Company. Jul 8, 2024.