Khi nào thì năng lượng sạch không giới hạn sẽ trở thành hiện thực?

Công ty Commonwealth Fusion Systems (CFS). Ảnh: CNN

Trong khu công nghiệp cách Boston 30 dặm, các kỹ sư đang chế tạo một cỗ máy tương lai để tái tạo năng lượng sạch. Nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, đây có thể là chìa khóa để sản xuất điện sạch, gần như không giới hạn tại Mỹ trong khoảng một thập kỷ tới.

Công ty Commonwealth Fusion Systems (CFS) vừa công bố kế hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới. Hiện CFS đang hoàn thiện cỗ máy nhiệt hạch thử nghiệm có tên SPARC.

Lò tokamak nhỏ gọn có từ trường cao, còn được gọi SPARC, là một thiết bị sử dụng từ trường cực mạnh để giữ plasma nóng trong một vật hình xuyến.

Bên trong môi trường khắc nghiệt tokamak, phản ứng tổng hợp hạt nhân được bao quanh bởi một từ trường mạnh hơn từ trường của Trái Đất 400.000 lần.

Phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời. Nó hoàn toàn trái ngược với những gì thế giới hiện nay biết đến là “năng lượng hạt nhân” — một phản ứng phân hạch các nguyên tử.

Phản ứng nhiệt hạch có tiềm năng năng lượng lớn hơn nhiều nhưng không có bất kỳ mối lo ngại nào về an toàn liên quan đến chất thải phóng xạ.

SPARC chính là tokamak mà công ty CFS cho biết có thể thay đổi cách thế giới thu thập năng lượng, tạo ra nhiều hơn 10 triệu lần so với than hoặc khí đốt tự nhiên nhưng không gây ô nhiễm làm nóng hành tinh.

Nhiên liệu cho phản ứng tổng hợp rất dồi dào, có nguồn gốc từ deuterium, có trong nước biển và tritium được chiết xuất từ lithium. Và không giống như phản ứng phân hạch hạt nhân, không có chất thải nguyên tử nào liên quan.

Rào cản lớn nhất là vấn đề chế tạo một cỗ máy đủ mạnh và chính xác để khai thác plasma nóng chảy, khó chế ngự, đồng thời khắc phục vấn đề năng lượng ròng - thu được nhiều năng lượng hơn mức đưa vào trước đó.

"Về cơ bản, điều mà mọi người mong đợi là khi chế tạo ra cỗ máy tiếp theo, đó sẽ là một cỗ máy năng lượng ròng”, Andrew Holland, CEO của Hiệp hội Công nghiệp Nhiệt hạch, một nhóm thương mại đại diện cho các công ty nhiệt hạch trên toàn cầu, cho biết.

Với hơn 2 tỷ đô la huy động được từ vốn tư nhân, mục tiêu của CFS là xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới vào đầu những năm 2030 tại Virginia.

"Giống như một cuộc đua hành tinh vậy", Brandon Sorbom, Giám đốc khoa học của CFS cho biết.

Công ty này đang chạy đua để tìm ra giải pháp đồng thời khai thác với xu hướng công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo hiện nay.

"Nhà máy này hoạt động 24/7. Chúng tôi nhận thức rõ điều đó từng phút, từng giờ, từng ngày", ông Sorbom nói.

Ở bối cảnh hiện tại, đây là cuộc chạy đua giữa các nước để đạt được năng lượng ròng.

Cung cấp năng lượng cho kỷ nguyên tiếp theo

Trong một phòng rộng lớn ở Houston vào tháng 3, ông Bob Mumgaard, Giám đốc điều hành của công ty nhiệt hạch tư nhân Commonwealth Fusion Systems đã nói chuyện với hàng trăm giám đốc điều hành và nhà vận động hành lang về nhiên liệu hóa thạch, nhắc đến tương lai của một loại năng lượng cuối cùng có thể thay thế dầu và khí đốt.

Nằm trong số các nhà đầu tư vào Commonwealth Fusion và các công ty khởi nghiệp về năng lượng nhiệt hạch khác, ông Holland, CEO của Hiệp hội Công nghiệp Nhiệt hạch cho rằng các công ty năng lượng khác cũng đang xem xét phát triển năng lượng nhiệt hạch.

“Về mặt vật lý, năng lượng nhiệt hạch là sự tách rời năng lượng khỏi các nguồn tài nguyên, khỏi thứ mà bạn phải khai thác từ lòng đất hoặc dựa vào thời tiết. Nó biến năng lượng thành thứ mà bạn có thể tự sản xuất”, Holland nói

Về phía Sorbom, ông nghĩ rằng phản ứng tổng hợp cuối cùng có thể thay thế "một loạt thứ", ông cũng coi đó là cách cung cấp "nhiều năng lượng hơn cho mọi người".

Trong khi đó, ông Holland nhấn mạnh phản ứng tổng hợp sẽ là "phần tiếp theo của ngành năng lượng toàn cầu. Và cuối cùng, đó sẽ là thứ cung cấp năng lượng cho nhân loại trong kỷ nguyên tiếp theo.

HỒNG NHUNG