Среди ведущих европейских стартапов в сфере термоядерной энергетики Proxima Fusion занимается стеллараторами, малоиспользуемой в отрасли технологией.
С началом войны в Иране 28 февраля тема энергетики снова вышла на первые полосы международных новостей.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Конфликт и последующее решение Ирана резко сократить поставки через Ормузский пролив — важнейшую транспортную артерию для мировой торговли нефтью — привели, как Международное энергетическое агентство (источник на английском языке) охарактеризовало, к крупнейшему перебою поставок за всю историю рынка нефти.
Кризис побудил европейских политиков пересмотреть зависимость от импортируемых ископаемых видов топлива и искать внутренние альтернативы.
К таким альтернативам относятся возобновляемые источники и атомная энергетика. Причём последняя — это не только хорошо известное и вызывающее споры ядерное деление.
Существует и другой вид атомной энергетики — энергия термоядерного синтеза, которая, по мнению некоторых экспертов, может в долгосрочной перспективе помочь решить энергетический кризис в Европе.
По словам Франческо Шортино, генерального директора и сооснователя немецкого стартапа Proxima Fusion, энергия термоядерного синтеза играет «все роли» в укреплении энергетической безопасности Европы.
Но что такое ядерный синтез? И какую технологию использует Proxima Fusion, чтобы его запустить?
Термоядерная энергия: перспективный источник энергии?
Энергия термоядерного синтеза — один из двух способов получать энергию в результате ядерных реакций, наряду с ядерным делением.
Ядерное деление — самый известный процесс, обычно ассоциирующийся с атомными электростанциями и ядерными отходами: энергия выделяется при расщеплении ядра тяжёлого атома.
А ядерный синтез, или термоядерная энергия, вырабатывает энергию за счёт слияния лёгких атомных ядер.
По данным Международного агентства по атомной энергии (источник на английском языке) (МАГАТЭ), термоядерная энергия теоретически способна давать в четыре раза больше энергии на килограмм топлива, чем ядерное деление, и почти в четыре миллиона раз больше, чем сжигание нефти или угля.
Кроме того, термоядерная энергетика не приводит к выбросам CO2, не создаёт долгоживущих радиоактивных отходов, считается более безопасной, чем энергетика на основе деления, и более предсказуемой, чем возобновляемые источники.
Всё это звучит многообещающе, но термоядерная энергия пока не стала коммерческой реальностью.
Создать и поддерживать реакцию синтеза крайне сложно: это требует огромных энергетических затрат, поэтому учёные всё ещё должны доказать, что она может приносить больше энергии и денег, чем потребляет.
Proxima Fusion и технология стеллараторов
Среди проектов, работающих в этом направлении, — Proxima Fusion, мюнхенский стартап, выделившийся из Института физики плазмы Общества Макса Планка в 2023 году.
В отличие от большинства европейских и международных термоядерных проектов, таких как JET и ITER, Proxima Fusion использует не токамаки, а стеллараторы для запуска реакции синтеза.
Обе технологии предполагают устройства в форме бублика, где с помощью магнитных полей удерживается плазма — особое состояние вещества и ключевой ингредиент синтеза. Различие в том, как удаётся стабилизировать плазму и поддерживать сверхвысокие температуры, необходимые для реакции.
У каждого подхода есть свои плюсы и минусы. «Стеллараторы сложнее проектировать, сложнее производить, но ими легче управлять, они могут работать непрерывно и быть по своей природе стабильными».
Стеллараторы пока менее распространены, чем токамаки, но, по данным МАГАТЭ (источник на английском языке), в перспективе именно они могут стать предпочтительным вариантом для будущих термоядерных электростанций. Proxima Fusion как раз работает в этом направлении.
«Alpha — последнее устройство, которое нам нужно построить, прежде чем мы перейдём к первой в своём роде термоядерной электростанции с коммерческими условиями эксплуатации», — говорит Шортино. Alpha — это демонстратор, который должен проверить, как работает стелларатор и способен ли он обеспечить положительный энергетический баланс, то есть сможет ли плазма вырабатывать столько же энергии, сколько требуется на её нагрев.
Сейчас Alpha находится на стадии производства, и, по словам Шортино, планируется, что установка начнёт работать в начале 2030-х годов.
Помимо Alpha, Proxima Fusion разрабатывает Stellaris — первую в мире коммерческую термоядерную станцию.
«Наша цель — создать то, что можно масштабировать, а чтобы это масштабировалось, нужно зарабатывать деньги, то есть добиться экономической эффективности, иначе говоря — сделать проект коммерчески жизнеспособным», — пояснил Шортино.
Он рассчитывает, что Stellaris начнёт работу во второй половине 2030‑х годов, немного позже Alpha.
«Мы на этапе создания новой отрасли, — говорит он. — Дело не в одной конкретной компании. Важно, чтобы вся цепочка поставок инвестировала в развитие своих компетенций, тогда мы сможем продвигать всю сферу быстрее, чем когда‑либо прежде. История термоядерной энергетики едва началась».
Будущее термоядерной энергетики в Германии и Европе
Станцию Stellaris планируется построить на площадке бывшей атомной электростанции в Гундреммингене, Германия. Германия завершила поэтапный отказ от атомной энергетики на основе деления в апреле 2023 года и теперь вкладывает средства в развитие термоядерной энергии.
В октябре 2025 года кабинет канцлера Фридриха Мерца представил план действий (источник на английском языке) по поддержке и ускорению развития технологий ядерного синтеза. Согласно этому плану, правительство Германии вложит более двух миллиардов евро к 2029 году (источник на английском языке) в строительство термоядерной электростанции.
Хотя Proxima Fusion создавалась в Германии не ради этих мер поддержки, Шортино считает, что немецкое правительство хорошо понимает возможности, связанные с термоядерной энергетикой.
«В Германии это осознание приходит всё быстрее и быстрее — гораздо быстрее, чем мы ожидали», — отмечает он.
По его словам, «термоядерная энергетика открывает для Европы колоссальную экономическую возможность — даже большую, чем для любого другого континента: нам нужна суверенность, у нас нет собственных природных ресурсов, мы не производим свои фотоэлектрические панели, а ветроэнергетика с экономической точки зрения показывает себя не так хорошо».
Более скептические оценки
Несмотря на общий энтузиазм вокруг термоядерной энергетики, некоторые эксперты более скептически оценивают её реальный потенциал.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Energy (источник на английском языке), учёные утверждают, что будущая стоимость термоядерных электростанций остаётся крайне неопределённой, а ожидаемые темпы удешевления переоценены.
Так называемый коэффициент обучаемости показывает, на сколько процентов снижается стоимость технологии каждый раз, когда общий масштаб её применения удваивается.
«У технологии с высоким коэффициентом обучаемости стоимость падает быстрее по мере роста производства, тогда как у технологии с низким коэффициентом она остаётся относительно стабильной, даже после масштабного развёртывания», — пояснил Euronews Next один из авторов статьи, докторант ETH Zurich Линси Тан.
Ранее проведённые исследования предполагали, что технологии термоядерных электростанций могут достигать коэффициента обучаемости на уровне 8–20 процентов. Однако работа, недавно опубликованная Тан и его коллегами, показывает, что реальные значения, вероятно, окажутся ниже — в диапазоне 2–8 процентов.
По словам Тана, столь резкое расхождение объясняется отсутствием достаточного обоснования в части прежних оценок коэффициента обучаемости, а также возможным явлением, которое он называет «смещением в сторону оптимизма»: «Особенно в среде частных инвесторов их мышление смещено, они склонны исходить из чрезмерно оптимистичного сценария», — объяснил он.