China y los Estados Unidos están en una carrera para crear la primera energía de fusión nuclear a escala de cuadrícula. Después de décadas de liderazgo estadounidense, China se está poniendo al día pasando el doble y construyendo proyectos a velocidad récord.
A menudo llamado el santo grial de la energía limpia, la fusión nuclear crea Cuatro veces más Energía por kilogramo de flamable que la fisión nuclear tradicional y cuatro millones de veces más que la quema de carbón, sin gases de efecto invernadero o desechos radiactivos a largo plazo. Si todo va según lo planeado, será al menos un Mercado de $ 1 billón Para 2050, según Ignition Analysis.
Solo hay un gran problema.
“Las únicas plantas de energía de fusión en funcionamiento en este momento en el universo son las estrellas”, dijo Dennis Whyte, profesor de ciencia e ingeniería nuclear en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Estados Unidos fue el primero en uso de fusión a gran escala con una prueba de bomba de hidrógeno en 1952. En las siete décadas desde entonces, los científicos de todo el mundo han estado luchando por aprovechar las reacciones de fusión para la generación de energía.
Las reacciones de fusión ocurren cuando los átomos de hidrógeno alcanzan las temperaturas extremas lo suficientemente extremas que se fusionan, formando un gasoline superadurado llamado plasma. El cobertizo de masa durante el proceso puede, en teoría, convertirse en grandes cantidades de energía, pero el plasma es difícil de controlar. Un método well-liked utiliza imanes potentes para suspender y controlar el plasma dentro de un tokamak, que es un dispositivo en forma de rosquilla de steel. Otro utiliza láseres de alta energía, apuntando a un perdigón de flamable del tamaño de un granos de pimienta, comprimiéndolo e implosionándolo rápidamente.
Así es como Estados Unidos logró la histórica encendido por la primera fusión, produciendo energía positiva neta en el Centro de Encendido Nacional de Lawrence Livermore, o NIF, en 2022.
Aquí, el módulo de preamplificador aumenta la energía del láser a medida que se dirige hacia la cámara objetivo en la facitilidad nacional de encendido.
Foto cortesía de Damien Jemison en Lawrence Livermore Laboratorio Nacional
Desde entonces, la inversión privada en nuevas empresas de fusión de EE. UU. Se ha disparado a más de $ 8 mil millones, frente a $ 1.2 mil millones en 2021, según la Asociación de la Industria de la Fusión. De las 40 compañías miembros de la FIA, 25 de ellas tienen su sede en los EE. UU.
La energía nuclear tradicional, creada a partir de fisión en lugar de fusión, ha visto un gran aumento en la inversión, ya que Huge Tech busca formas de satisfacer las necesidades de energía cada vez mayores de los centros de datos de IA. Amazon, Google y Meta han firmado una promesa de ayudar a triple energía nuclear en todo el mundo para 2050.
“Si te importa la IA, si te importa el liderazgo energético … tienes que hacer inversiones en fusión”, dijo el CEO de la FIA, Andrew Holland. “Esto es algo que si Estados Unidos no conduce, entonces China lo hará”.
Dinero, tamaño y velocidad
Mientras que Estados Unidos tiene las centrales nucleares más activas, China es el rey de los nuevos proyectos.
A pesar de romper en su primer reactor casi cuatro décadas después de que Estados Unidos fue pionero en la tecnología, China ahora construye muchas más plantas de energía de fisión que cualquier otro país.
China entró en la fusión Race a principios de la década de 2000, aproximadamente 50 años después de los EE. UU., Cuando se unió a más de 30 naciones para colaborar en el Megaproyecto de Fusión de Reactor Experimental Termonuclear Internacional en Francia. Pero Iter ha alcanzado los principales retrasos.
La carrera está en marcha entre las naciones individuales, pero el sector privado de los Estados Unidos permanece a la cabeza. De los $ 8 mil millones en inversión global de fusión privada, $ 6 mil millones se encuentran en los Estados Unidos, según la FIA.
Commonwealth Fusion Systems, una startup nacida del MIT, ha recaudado la mayor cantidad de dinero, casi $ 2 mil millones de jugadores como Bill Gates, Jeff Bezos y Google.
Helion, con sede en Washington, ha recaudado $ 1 mil millones de inversores como Sam Altman de Open AI y un acuerdo muy ambicioso con Microsoft Para entregar el poder de fusión a la red para 2028. TAE Technologies respaldada por Google ha recaudado $ 1.2 mil millones.
“Quien tenga una energía ilimitada esencialmente abundante … puede afectar todo lo que piensas”, dijo Michl Binderbauer, CEO de TAE Technologies. “Ese es un pensamiento aterrador si eso está en las manos equivocadas”.
Cuando se trata de fondos públicos, China está muy por delante.
Beijing está presentando $ 1.5 mil millones anuales para el esfuerzo, mientras que los dólares federales de fusión de los Estados Unidos han promediado alrededor de $ 800 millones anuales en los últimos años, según el Oficina del Departamento de Energía de Ciencias de la Energía de Fusion.
El presidente Donald Trump aumentó apoyo para nuclearincluida Fusion, durante su primer mandato, y eso continuó bajo el ex presidente Joe Biden. No está claro cómo se verá el financiamiento de fusión en el segundo mandato de Trump, en medio de una reducción federal masiva.
Los senadores y expertos en fusión estadounidenses publicaron un informe en febrero pidiendo $ 10 mil millones de fondos federales para ayudar a evitar que los Estados Unidos pierdan su liderazgo.
Pero los Estados Unidos ya pueden haber perdido la ventaja cuando se trata del tamaño del reactor. En basic, cuanto más grande es la huella, más eficientemente un reactor puede calentar y limitar el plasma, aumentando las posibilidades de energía positiva neta.
Una imagen satelital del 11 de enero de 2025 muestra un proyecto nuclear masivo en Mianyang, China, que parece incluir cuatro bahías láser que apuntan a una cúpula de contención aproximadamente del tamaño de un campo de fútbol, aproximadamente el doble que la instalación nacional de fusión de ignición nacional.
Planet Labs PBC
Una serie de imágenes satelitales proporcionadas a CNBC por Planet Labs muestra el rápido edificio en 2024 de un nuevo sitio gigante de fusión láser en China. El domo de contención donde ocurrirá la reacción de fusión es aproximadamente el doble del tamaño de NIF, dijo el proyecto de fusión láser de EE. UU., Dijo Decker de CNA Company, Eveleth. El sitio de China es probablemente un híbrido de fusión de fusión, dijo Holanda de la FIA.
“Un híbrido híbrido de fusión esencialmente es como replicar una bomba, pero como una planta de energía. Nunca funcionaría, nunca volaría en un lugar como los Estados Unidos, donde tienes un régimen regulatorio que determina la seguridad”, dijo Holland. “Pero en un régimen como China, donde no importa lo que digan las personas que viven al lado, si el gobierno cube que queremos hacerlo, lo haremos”.
El proyecto Nationwide Tokamak existente de China, East, ha sido Configuración de registrosvolley con Francia Proyect West en los últimos dos meses durante la contención más larga de plasma dentro de un reactor, aunque ese es un hito menos monumental que la energía positiva neta.
Otro gran proyecto chino financiado por el estado, Craft, está establecido en llegar a la finalización este año. El campus de fusión de $ 700 millones de 100 acres en el este de China también tendrá un nuevo Tokamak llamado Greatest que se espera que se termine en 2027.
La nave de China parece seguir un Plan de EE. UU. Publicado por cientos de científicos en 2020, dijo Holland.
“El Congreso no ha hecho nada para gastar el dinero para poner esto en acción”, dijo. “Publicamos esta cosa, y los chinos fueron y lo construyeron”.
La startup de la fusión estadounidense Helion dijo a CNBC que algunos proyectos chinos también están copiando sus diseños patentados.
“China, específicamente, estamos viendo la inversión de las agencias estatales para invertir en empresas para replicar los diseños de las empresas estadounidenses”, dijo David Kirtley, fundador y CEO de Helion.
Mano de obra y materiales
El rápido despliegue de nuevos proyectos de fusión de China llega en un momento en que los esfuerzos estadounidenses se han centrado en gran medida en actualizar las máquinas existentes, algunas de ellas más de 30 años.
“Nadie quiere trabajar en antiguos dinosaurios”, dijo Binderbauer de Tae, y agregó que los nuevos proyectos atraen más talento. “Hay un poco de drenaje cerebral”.
A principios de la década de 2000, recortes presupuestarios Para la investigación de fusión nacional obligó a las universidades estadounidenses a detener el trabajo en nuevas máquinas y enviar investigadores a aprender en las máquinas de otros países, incluida la de China.
“En lugar de construir otros nuevos, fuimos a China y los ayudamos a construir la suya, pensando: ‘Oh, eso sería genial. Tendrán la instalación. Seremos realmente inteligentes'”, dijo Bob Mumgaard, cofundador y CEO de Commonwealth Fusion Programs. “Bueno, ese fue un gran error”.
China ahora tiene más patentes de fusión que cualquier otro país, y 10 veces el número de doctorados en ciencia e ingeniería de fusión como Estados Unidos, según un informe de Nikkei Asia.
“Hay un grupo de trabajo finito en Occidente por el que compiten todas las empresas”, dijo Binderbauer. “Esa es una restricción basic”.
Los sistemas de fusión de Commonwealth SPARC Tokamak se ensamblaron en diciembre de 2024 en Devens, Massachusetts, está programado para usar imanes superconductores para alcanzar la ignición de fusión en 2027.
Sistemas de fusión de la Commonwealth
Además de la mano de obra, los proyectos de fusión necesitan una gran cantidad de materiales, como imanes de alta potencia, metales específicos, condensadores y semiconductores de potencia. Kirtley de Helion dijo que la línea de tiempo del último prototipo de la compañía, Polaris, se estableció completamente por la disponibilidad de semiconductores.
China está haciendo movimientos para arrinconar la cadena de suministro para muchos de estos materiales, en una obra related a la forma en que dominó solar y eV baterías.
“China está invirtiendo diez veces la tasa de que Estados Unidos está en el desarrollo de materiales avanzados”, dijo Kirtley. “Eso es algo que tenemos que cambiar”.
La compañía Fusion Singularity, con sede en Shanghai, dijo a CNBC en un comunicado que “indudablemente” se beneficia de la “cadena de suministro eficiente” de China. En junio, la singularidad energética dijo que creó con éxito el plasma en un tiempo récord, solo dos años después de comenzar el diseño de su tokamak.
Eso sigue siendo un grito de alcanzar el poder de fusión comercial a escala de cuadrícula. Helion tiene como objetivo ser el primero con un objetivo de 2028. Commonwealth ha anunciado el sitio en Virginia, donde planea traer la primera planta de energía de fusión, ARC, en línea a principios de la década de 2030.
“Aunque los primeros podrían estar en los Estados Unidos, no creo que debamos consolarse en eso”, dijo Whyte de MIT. “La línea de meta es en realidad una industria de fusión madura que produce productos para su uso en todo el mundo, incluso en los centros de IA”.
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