บริษัทในนิวซีแลนด์ก้าวเข้าใกล้พลังงานฟิวชันไร้ขีดจำกัด

(CLO) ในโกดังสินค้าแห่งหนึ่งในกรุงเวลลิงตัน เมืองหลวงของนิวซีแลนด์ มีบริษัทสตาร์ทอัพแห่งหนึ่งพยายามสร้างพลังงานจากดวงดาวบนโลกขึ้นมาใหม่ โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันประเภทใหม่

พลังงานฟิวชันคืออะไร?

เป้าหมายของบริษัทคือการผลิตพลังงานฟิวชันนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานสะอาดที่แทบไม่มีขีดจำกัด ซึ่งสร้างขึ้นจากปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามกับพลังงานนิวเคลียร์ของโลกในปัจจุบัน

ซึ่งหมายความว่า แทนที่จะแยกอะตอม ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์จะรวมอะตอมเข้าด้วยกันในลักษณะเดียวกับที่ดวงอาทิตย์สร้างพลังงาน กระบวนการนี้สร้างกระแสพลังงานอันทรงพลังที่สามารถทำได้โดยใช้ธาตุที่พบมากที่สุดในจักรวาล: ไฮโดรเจน

เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันนิวเคลียร์ของ OpenStar Technologies ในเมืองเวลลิงตัน ประเทศนิวซีแลนด์ ภาพถ่าย: OpenStar Technologies

เมื่อต้นเดือนนี้ OpenStar Technologies ได้ประกาศว่าได้สร้างพลาสมาร้อนจัดที่อุณหภูมิประมาณ 300,000 องศาเซลเซียส ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่การผลิตพลังงานฟิวชัน

Ratu Mataira ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของ OpenStar กล่าวว่า “พลาสม่าเครื่องแรกถือเป็นช่วงเวลาที่สำคัญมาก” เพราะมันเป็นเหตุการณ์สำคัญที่แสดงให้เห็นว่าระบบของบริษัททำงานได้ดี

เขากล่าวเสริมว่า บริษัทใช้เวลาสองปีและราว 10 ล้านดอลลาร์จึงจะบรรลุเป้าหมายนี้ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้เทคโนโลยีพลังงานฟิวชันมีราคาถูกลงและรวดเร็วยิ่งขึ้น

OpenStar เป็นหนึ่งในสตาร์ทอัพไม่กี่แห่งที่ผลักดันการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับพลังงานฟิวชัน โดยมีเป้าหมายเพื่อนำแหล่งพลังงานดังกล่าวเข้าสู่เชิงพาณิชย์ แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการพิสูจน์อย่างสมบูรณ์ก็ตาม

บริษัทพลังงานฟิวชันดึงดูดเงินทุนได้มากกว่า 7.1 พันล้านดอลลาร์ ตามรายงานของ Fusion Industries Association อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญเตือนว่าเส้นทางข้างหน้ายังคงยาวไกลและท้าทาย

ฟิวชัน ซึ่งเป็นกระบวนการเดียวกันที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่นๆ มักถูกเรียกกันว่า “จอกศักดิ์สิทธิ์” ของพลังงานสะอาด เนื่องจากเป็นพลังงานที่แทบจะไม่มีขีดจำกัด ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และไม่ก่อให้เกิดของเสียกัมมันตภาพรังสีอันตรายเหมือนปฏิกิริยาฟิชชันในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบัน

ถือเป็นก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการแก้ไขปัญหาวิกฤตสภาพอากาศที่กำลังทวีความรุนแรงมากขึ้น สามารถให้พลังงานที่เสถียรและต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่มากเกินไป ซึ่งหมายความว่าเราสามารถเปลี่ยนไปใช้พลังงานสะอาดได้โดยไม่กระทบวิถีชีวิตของเราในปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม การสร้างพลังงานฟิวชันบนโลกถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่มาก

เทคโนโลยีฟิวชั่นใหม่

เทคโนโลยีที่พบมากที่สุดเกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์ที่เรียกโดยรวมว่าโทคาแมก ซึ่งบรรจุก๊าซไฮโดรเจนสองรูปแบบ ได้แก่ ดิวทีเรียม ซึ่งพบได้ง่ายในน้ำทะเล และทริเทียมที่สกัดจากลิเธียม

อุณหภูมิภายในโทคาแมกสูงถึง 150 ล้านองศา ซึ่งร้อนกว่าแกนดวงอาทิตย์ถึง 10 เท่า ภายใต้อุณหภูมิที่รุนแรงเหล่านี้ ไอโซโทปไฮโดรเจนจะชนกันในพลาสมา ทำให้เกิดการหลอมรวมและสร้างพลังงานจำนวนมหาศาล

ขดลวดแม่เหล็กของโทคาแมกช่วยป้องกันไม่ให้พลาสมาสัมผัสกับผนังของอุปกรณ์

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีของ OpenStar กลับเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม แทนที่จะมีพลาสม่าอยู่ภายในแม่เหล็ก มันจะมีแม่เหล็กอยู่ภายในพลาสม่า

แอนิเมชั่นภายในเครื่องปฏิกรณ์ของ OpenStar ภาพถ่าย: OpenStar Technologies

เครื่องปฏิกรณ์นี้มีแม่เหล็กทรงพลังแขวนอยู่ภายในห้องสุญญากาศกว้างประมาณ 16 ฟุต การจัดเรียงนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเช่นสนามแม่เหล็กของโลก

นักฟิสิกส์ อากิระ ฮาเซกาวะ นำเสนอแนวคิดดังกล่าวในปี 1980 โดยอาศัยการวิจัยของเขาเกี่ยวกับพลาสมารอบดาวพฤหัสบดี เครื่องจักรเครื่องแรกที่นำหลักการเหล่านี้ไปใช้ถูกสร้างขึ้นที่ MIT ร่วมกับมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย และเริ่มใช้งานในปี 2004 แต่ถูกปิดตัวลงในปี 2011

“ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์นี้คือความสามารถในการทำการทดลองซ้ำได้อย่างรวดเร็วและปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็ว” Mataira กล่าว เมื่อเปรียบเทียบกับโทคาแมก เทคโนโลยีของ OpenStar นั้นง่ายกว่าและสะดวกในการซ่อมแซมในกรณีที่เกิดความล้มเหลว

OpenStar ระดมทุนได้ 12 ล้านเหรียญสหรัฐ และกำลังเตรียมระดมทุนในรอบใหญ่ โดยตั้งเป้าที่จะสร้างต้นแบบอีกสองโครงการในอีก 2-4 ปีข้างหน้า

พลังงานฟิวชันกำลังมีความเป็นไปได้เพิ่มมากขึ้น

OpenStar เป็นเพียงหนึ่งในสตาร์ทอัพฟิวชันมากมายที่เกิดขึ้นในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ประเทศต่างๆ เช่น จีน สหรัฐอเมริกา และเกาหลีใต้ ยังได้เร่งวิจัยและสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน ซึ่งก็ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่งเช่นกัน

ศูนย์วิจัยโทคาแมกตัวนำยิ่งยวดขั้นสูงของเกาหลี (KSTAR) หรือที่รู้จักในชื่อ “ดวงอาทิตย์เทียม” ณ สถาบันพลังงานฟิวชันแห่งเกาหลี ภาพ : เอเอฟพี

“สาขานี้เติบโตอย่างรวดเร็วมากจนนักลงทุนรายบุคคลเต็มใจที่จะลงทุนเพื่อเร่งการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนี้” ศาสตราจารย์ Gerald Navratil จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย กล่าว

Commonwealth Fusion Systems ผู้นำด้านเทคโนโลยีโทคาแมก ระดมทุนได้มากกว่า 2 พันล้านดอลลาร์ ในขณะเดียวกัน บริษัทอื่นๆ เช่น OpenStar และ Zap Energy ก็พยายามใช้แนวทางที่เป็นเอกลักษณ์มากขึ้น Zap Energy มุ่งเน้นการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์แบบกะทัดรัดและปรับขนาดได้ซึ่งใช้พัลส์ไฟฟ้าเพื่อสร้างพลาสมา

บริษัทต่างๆ ในสาขานี้กำลังให้คำตอบสำหรับคำถามที่ว่า "พลังงานฟิวชันจะพร้อมเมื่อใด" OpenStar คาดการณ์อีก 6 ปี Commonwealth Fusion คาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นในช่วงต้นปี 2030 ซึ่ง Zap Energy ตอบสนองในลักษณะเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม สำนักงานพลังงานปรมาณูแห่งสหราชอาณาจักรกล่าวว่าการนำพลังงานฟิวชันมาใช้ในเชิงพาณิชย์จะไม่สามารถทำได้จนกว่าจะถึงครึ่งหลังของศตวรรษนี้ เนื่องมาจากความท้าทายทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคที่สำคัญ

Navratil บอกว่าบางครั้งสตาร์ทอัพมีแนวโน้มที่จะ "พูดเกินจริงเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้" การเปลี่ยนจากทฤษฎีไปสู่การปฏิบัติ โดยเฉพาะการสร้างระบบพลังงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ถือเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง

อย่างไรก็ตาม Mataira เชื่อว่าการแข่งขันในการพัฒนาพลังงานฟิวชันจะสร้างสภาพแวดล้อมการแข่งขันที่มีชีวิตชีวาซึ่งบริษัทต่างๆ จะได้เรียนรู้ซึ่งกันและกันและทำงานร่วมกันเพื่อเร่งความก้าวหน้า

ฮาตรัง (ตามรายงานของ CNN)

ที่มา: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html