Німеччина споживає багато енергії для підтримки своєї виробничої потужності та енергоємних галузей, таких як хімічна та автомобільна промисловість. Найбільша економіка Європи, як і раніше, значною мірою залежить від викопного палива для задоволення своїх енергетичних потреб, незважаючи на те що частка відновлюваних джерел, таких як вітер і сонце, потягом останніх двох десятиліть неухильно зростає.

Уряд Німеччини реалізує амбітний план енергетичного переходу, спрямований на досягнення нульових викидів парникових газів до 2045 року. У 2023 році країна повністю відмовилася від атомної енергетики і планує повністю відмовитися від вугілля до 2038 року. Щоб збалансувати свої енергетичні та екологічні зобов'язання, Берлін також робить ставку на нові технології, такі як "зелений" водень і термоядерний синтез.

"Інвестиції в термоядерні технології - розумна ставка"

У жовтні уряд канцлера Фрідріха Мерца (Friedrich Merz) представив план дій щодо прискорення розвитку технологій термоядерного синтезу. На фінансування проєкту буде виділено 1,7 мільярда євро. У Берліні сподіваються, що ця технологія дозволить у майбутньому надійно і безпечно отримувати чисту енергію у великих обсягах.

"Інвестиції в термоядерні технології - "розумна довгострокова стратегічна ставка", - сказала DW кураторка досліджень термоядерного синтезу в Інституті лазерних технологій Фраунгофера в Аахені Сара Кляйн (Sarah Klein). За її словами, це дозволяє Німеччині "залишатися в авангарді глобальної технологічної гонки і - поряд з відновлюваними джерелами енергії - має вирішальне значення для забезпечення енергетичного суверенітету після відмови від викопного палива".

Директорка з наукових досліджень Інституту фізики плазми Товариства Макса Планка Сібилле Ґюнтер (Sibylle Günter) згодна з цим твердженням. "Ядерний синтез - технологія, яка може допомогти нам забезпечити енергопостачання без викидів CO2 в довгостроковій перспективі й залишатися конкурентоспроможною індустріальною країною", - сказала Ґюнтер DW. При цьому вона зазначає, що попит на енергію в Німеччині "постійно зростає".

Термоядерний синтез як каталізатор інновацій

Науковці десятиліттями намагалися використовувати ядерний синтез для отримання енергії. Це процес, під час якого два легких атомних ядра стикаються за таких високих температур і тиску, що вони зливаються і виділяють енергію. Це той самий базовий процес, який на Сонці перетворює водень на гелій, генеруючи сонячне світло і роблячи можливим життя на Землі.

Синтез - процес, зворотний тому, що відбувається на сучасних атомних електростанціях: поділ ядер, за якого великі атоми розщеплюються в ланцюговій реакції з вивільненням енергії. На відміну від поділу ядер, ядерний синтез не залишає радіоактивних відходів, що обіцяє забезпечити екологічність енергії без забруднення навколишнього середовища і виробництво її у великому обсязі. 

Німеччина - не єдина країна, що робить ставку на термоядерний синтез. США, Китай, Японія і Великобританія вкладають мільярди доларів в прискорення розвитку цієї технології. Крім того, до цього процесу підключилися десятки приватних стартапів. "Найбільш інноваційні економіки світу вже вкладають значні кошти в термоядерний синтез. Тому інвестиції в нього - життєво важлива стратегія майбутнього для високотехнологічного сектора Німеччини", - сказала Сара Кляйн.

"Крім науки, термоядерний синтез слугує каталізатором інновацій", - зазначила науковиця з Інституту Фраунгофера, вказавши на інші важливі технології, як-то надпровідні магніти, високопродуктивні системи, передові матеріали, робототехніка та штучний інтелект (ШІ).

Інвестиції в термоядерний синтез - марна трата грошей?

Критики, втім, вважають величезні витрати на ядерний синтез помилковою і марною тратою ресурсів. Вони стверджують, що ці гроші можна було б краще спрямувати на масштабування інших проєктів у галузі відновлюваних джерел енергії. Але Сібилле Ґюнтер переконана, що не повинно бути "конфлікту між відновлюваними джерелами енергії та термоядерною енергетикою", оскільки вони можуть "доповнювати одне одного".

"Вітрова та сонячна енергія не можуть забезпечувати електроенергією безперервно, а термоядерний синтез може. Він також може забезпечувати промисловість теплом для технологічних потреб та енергією для виробництва синтетичного палива, такого як водень", - сказала вона.

Після десятиліть досліджень науковцям наприкінці 2022 року вперше вдалося досягти чистого приросту енергії, що виділяється в результаті реакції синтезу, порівняно з тією, яка використовувалася для злиття атомних ядер. Для досягнення цього результату в експерименті використовувалися потужні лазери. Інші концепції передбачають використання сильних магнітних полів для утримання надгарячих частинок плазми, які об'єднуються і зливаються, вивільняючи енергію.

Коли термоядерні електростанції стануть реальністю?

Прорив 2022 року і подальші експерименти вселили надію на повне розкриття потенціалу термоядерного синтезу в найближчому майбутньому. "Стара приказка" про те, що термоядерний синтез з'явиться через п'ять десятиліть, повторювана багато десятиліть, "вже неактуальна", вважає почесний професор Bloomberg з питань енергетики в Університеті Джонса Гопкінса Деніел Кеммен.

"Досягнення в плані різноманітності підходів, використання машинного навчання і штучного інтелекту для управління такими процесами, як магнітне утримання плазми, і в управлінні системами радикально змінили ситуацію", - відповів він на запит DW. На думку Кеммена, прототипи термоядерних реакторів "вийдуть на пілотну стадію в (електроенергетичній. - Ред.) мережі протягом десятиліття, а можливо, і раніше".

Однак інші експерти, включаючи Сару Кляйн, стверджують, що для комерційно життєздатної термоядерної енергетики знадобиться більше часу. "Справді, комерційний термоядерний синтез залишається довгостроковою перспективою зі значною технічною та економічною невизначеністю. Тому він не може замінити термінове впровадження відновлюваних джерел енергії та систем зберігання енергії сьогодні".

Точку зору Кляйн поділяє і Сібилле Ґюнтер, яка очікує, що перші термоядерні електростанції будуть підключені до мережі "приблизно через два десятиліття", але тільки якщо необхідних зусиль докласти вже зараз.