China se acerca al dominio de la energía limpia sin límites

La bulliciosa ciudad de Shanghai celebra sus celebraciones nacionales con espectáculos de luces mundialmente famosos, iluminando los rascacielos con colores brillantes.

Aquí es donde los científicos e ingenieros trabajan las 24 horas del día para perseguir el próximo gran avance en tecnología global, desde Internet 6G e inteligencia artificial avanzada hasta robótica de próxima generación. También aquí, una pequeña startup llamada Energy Singularity está trabajando en algo extraordinario: la energía de fusión.

La energía de fusión es la energía producida en las reacciones de fusión nuclear. Es lo opuesto a la reacción de fisión utilizada en los reactores nucleares o en las armas atómicas actuales.

La fusión nuclear, el proceso que alimenta el Sol y otras estrellas, es difícil de replicar en la Tierra. Muchos países han logrado la fusión nuclear, pero mantenerla durante el tiempo suficiente para que pueda utilizarse en el mundo real sigue siendo difícil.

Ciudad de Shanghai de noche. Foto: New York Times

Una reacción de fusión nuclear controlada libera alrededor de 4 millones de veces más energía que la quema de carbón, petróleo o gas, y 4 veces más que la fisión, el tipo de energía nuclear que se utiliza hoy en día. No se desarrollará a tiempo para combatir el cambio climático en esta década, pero podría ser la solución al calentamiento futuro.

El gobierno chino está invirtiendo dinero en el proyecto, estimando una inversión anual de entre 1.000 y 1.500 millones de dólares en fusión, según Jean Paul Allain, jefe de la Oficina de Ciencias de la Energía de Fusión del Departamento de Energía de Estados Unidos. En comparación, el gobierno de Estados Unidos gasta alrededor de 800 millones de dólares al año.

Las empresas privadas de ambos países son optimistas respecto de que podrían llevar energía de fusión a la red a mediados de la década de 2030, a pesar de los enormes desafíos técnicos que aún persisten.

Tokamak "Sol artificial"

La fusión nuclear es un proceso extremadamente complejo que implica juntar dos núcleos que normalmente se repelen entre sí. Una forma de lograrlo es aumentar la temperatura en el tokamak a 150 millones de grados Celsius, 10 veces la temperatura del núcleo del Sol.

Al fusionarse, los núcleos liberan una gran cantidad de energía en forma de calor, que luego puede utilizarse para hacer girar turbinas y generar electricidad.

Energy Singularity, una startup con sede en Shanghai, construyó su propio tokamak en tres años desde su fundación, más rápido que cualquier reactor construido jamás. Un tokamak es una máquina cilíndrica o toroidal extremadamente compleja que calienta el hidrógeno a temperaturas extremadamente altas, formando un plasma en el que se produce la fusión nuclear.

Plasma confinado en el tokamak de Singularidad Energética durante un experimento. Foto: Singularidad Energética

Energy Singularity ha recibido más de 112 millones de dólares en inversión privada y también ha logrado una primicia mundial: el tokamak actual de la compañía es el único que utiliza imanes avanzados en experimentos de plasma.

Estos imanes, llamados superconductores de alta temperatura, son más fuertes que los imanes de cobre utilizados en los tokamaks más antiguos, lo que permite que los tokamaks más pequeños generen tanta energía de fusión como los tokamaks más grandes y puedan confinar mejor el plasma.

La compañía dijo que planea construir un tokamak de segunda generación para demostrar que su método es comercialmente viable para 2027, y espera tener un dispositivo de tercera generación que pueda suministrar energía a la red para 2035.

Con el dinero que China está invirtiendo en investigación, el concepto tokamak se está desarrollando rápidamente. El tokamak EAST de China en Hefei ha mantenido el plasma estable a 70 millones de grados Celsius, cinco veces más caliente que el núcleo del Sol, durante más de 17 minutos, un récord mundial y un avance increíble.

Tecnología láser

Mientras China avanza a paso firme con los reactores tokamak, Estados Unidos está encontrando una ventaja en otra tecnología: los láseres.

A fines de 2022, los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California dispararon casi 200 láseres a un cilindro que contenía una cápsula de combustible del tamaño de un grano de pimienta, el primer experimento exitoso del mundo para generar energía de fusión neta. La energía liberada en este proceso es mayor que la energía utilizada para calentar la cápsula.

Parte del sistema láser del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, donde los científicos han "encendido" con éxito una reacción de fusión. Foto: Damien Jemison

Todavía hay muchas otras formas de lograr la fusión nuclear, y Estados Unidos está apostando por una variedad de tecnologías.

“Puede que no haya una única manera, y no sabemos exactamente cuál es la mejor” para abordar la energía de fusión, afirma la física de plasma británica Melanie Windridge. Dijo que depende de los costos y otros factores a largo plazo, pero insistió en que el tokamak es el concepto más estudiado.

Mientras el gobierno chino invierte dinero en la fusión, Estados Unidos ha atraído más inversión privada. A nivel mundial, el sector privado ha gastado 7.000 millones de dólares en fusión en los últimos tres o cuatro años, y aproximadamente el 80 por ciento provino de empresas estadounidenses, dijo Allain.

Pero si el gobierno chino continúa invirtiendo más de un billón de dólares al año, esa cifra pronto podría superar el gasto estadounidense, incluso en el sector privado.

Y si esas inversiones dan resultado, las coloridas celebraciones en Shanghai darán a China una apariencia totalmente nueva.

Hoai Phuong (según CNN)

Fuente: https://www.congluan.vn/trung-quoc-tien-gan-den-viec-lam-chu-nguon-nang-luong-sach-vo-tan-post313167.html