پایگاه خبری فولاد ایران - انرژی همجوشی هستهای این ظرفیت را دارد که نظم ژئوپولیتیکی متکی بر سوختهای فسیلی را بهطور بنیادین تغییر دهد. طبق مقاله منشرشده در سایت technologyreview، اگر همجوشی بهطور تجاری و در مقیاس بزرگ عملی شود، میتواند انرژیای فراوان، پایدار، ایمن و بومی در اختیار کشورها بگذارد؛ مزیتی راهبردی که نهفقط اقتصاد، بلکه قدرت سیاسی و امنیت ملی را نیز متحول میکند. با این حال، مقاله استدلال میکند که آمریکا و اروپا، با وجود پیشتازی علمی، ممکن است در مرحلهٔ صنعتیسازی و تجاریسازی این فناوری از چین عقب بمانند.
نویسنده تأکید میکند که برندهٔ واقعی همجوشی کشوری نخواهد بود که صرفاً به پیشرفت علمی دست یابد، بلکه کشوری پیروز است که بتواند زنجیرههای تأمین پیچیده، نیروی کار تخصصی و ظرفیت تولید در مقیاس صنعتی را ایجاد کند. این دقیقاً همان حوزهای است که چین در دهههای اخیر در آن برتری پیدا کرده و غرب در آن ضعف نشان داده است. تجربهٔ انتقال صنایع حیاتی از پنلهای خورشیدی تا باتریها به چین، زنگ خطری است که ممکن است در مورد همجوشی نیز تکرار شود.
آمریکا و اروپا همچنان میزبان بسیاری از پیشگامان علمی همجوشی و سرمایهگذاران خصوصی این حوزهاند و در توسعهٔ فناوریهای پایه نقش اصلی داشتهاند. اما در پنج سال اخیر، حمایت دولتی چین از همجوشی بهشدت افزایش یافته و این کشور با تکیه بر پایگاه صنعتی گستردهٔ خود، قادر است سریعتر از غرب از منحنی یادگیری عبور کند. تجاریسازی همجوشی فقط به دانش علمی نیاز ندارد، بلکه مستلزم زیرساختهای صنعتی مکمل، زنجیرههای تأمین پایدار و توان تولید انبوه است؛ عناصری که غرب در آنها سرمایهگذاری کافی نکرده است.
مقاله برای توضیح این شکاف، به توکامک—مهمترین مسیر علمی و مهندسی فعلی برای دستیابی به همجوشی قابل اتصال به شبکه برق—میپردازد. توکامکها از میدانهای مغناطیسی بسیار قوی برای محصور کردن پلاسما و ایجاد واکنش همجوشی استفاده میکنند و از چند سامانهٔ کلیدی تشکیل شدهاند: محصورسازی و گرمایش پلاسما، تولید و پردازش سوخت، بلنکتها و مدیریت شار حرارتی، سامانههای برودتی، و تبدیل انرژی به برق. برای ساخت هر یک از این سامانهها، صنایع بالادستی خاصی لازم است.
بررسی این صنایع نشان میدهد که چین در دستکم سه حوزهٔ کلیدی برتری دارد و غرب در خطر از دست دادن دو حوزهٔ دیگر نیز قرار گرفته است. چین در فرآوری لایههای نازک (thin-film processing)، ساخت سازههای بزرگ از آلیاژهای فلزی خاص و الکترونیک قدرت مزیت قابلتوجهی دارد. این صنایع برای تولید آهنرباهای ابررسانا، سازههای عظیم توکامک و کنترل توان در مقیاس بالا حیاتیاند.
در بخش محصورسازی پلاسما، آهنرباهای ابررسانا نقشی محوری دارند. بهترین مادهٔ موجود برای این کار، ابررساناهای REBCO است که تولید آنها به فناوریهای پیشرفتهٔ لایهنشانی نازک وابسته است. چین با تکیه بر سلطهٔ خود در تولید انبوه پنلهای خورشیدی و نمایشگرها—همراه با نیروی کار ماهر، تجهیزات، زیرساخت و زنجیرهٔ مواد اولیه—در موقعیتی قرار دارد که میتواند تولید این مواد کلیدی را نیز در اختیار بگیرد، مگر آنکه غرب بهطور جدی سرمایهگذاری کند.
در حوزهٔ سازههای فلزی عظیم، توکامکها به آلیاژهایی نیاز دارند که در برابر تابش، دماهای بسیار پایین و خوردگی مقاوم باشند. چین، با ظرفیت تولید بالا و سرمایهگذاری گسترده در پژوهشهای متالورژی، میتواند این آلیاژهای خاص را سریعتر و ارزانتر توسعه دهد. در الکترونیک قدرت نیز—که برای توکامکها، شبکههای برق و سیستمهای پرتوان حیاتی است—چین با تجربهٔ گسترده در راهآهن پرسرعت، ریزشبکههای تجدیدپذیر و کورههای قوس الکتریکی، برتری روشنی دارد.
با این حال، مقاله تأکید میکند که رقابت هنوز تمام نشده است. غرب همچنان میتواند در سه حوزهٔ دیگر پیشتاز شود: سامانههای برودتی عظیم (cryo-plants)، پردازش سوخت همجوشی و فناوری بلنکتها. توکامکها برای عملکرد به دماهای بسیار پایین (حدود ۲۰ کلوین) نیاز دارند و این امر مستلزم تأسیسات برودتی چندمگاواتی است؛ حوزهای که شرکتهای اروپایی و آمریکایی هنوز بازیگران اصلی آن هستند، هرچند چین نیز در حال پیشروی است.
پردازش سوخت—بهویژه ایزوتوپهای سبک مانند دوتریوم و تریتیوم—و فناوری بلنکتها، حوزههایی نوظهورند که هنوز صنعت بالغی ندارند و فرصت بزرگی برای رهبری غرب محسوب میشوند. بهویژه در بلنکتها، فناوریهای موردنیاز کاملاً جدیدند و آمریکا با توجه به تولید بالای بریلیوم—مادهای کلیدی در برخی طرحهای بلنکت—میتواند نقش مهمی ایفا کند، مشروط بر آنکه سرمایهگذاری فناورانهٔ مکمل انجام شود.
در جمعبندی، مقاله هشدار میدهد که چین بهخوبی اهمیت صنایع بالادستی را درک کرده و با ایجاد کنسرسیومهای صنعتی بزرگ، از فولاد و ماشینابزار تا شبکه برق و هوافضا، در حال ساخت اکوسیستم کامل همجوشی است. اگر آمریکا و اروپا بخواهند رقابت را ببازند، نه بهدلیل ضعف علمی، بلکه بهخاطر غفلت از زنجیرههای تأمین و سمت تقاضا خواهد بود.
برای جلوگیری از این سناریو، غرب باید همزمان روی عرضه و تقاضا سرمایهگذاری کند: حمایت از صنایع مکمل، ایجاد بازارهای جایگزین در کوتاهمدت (مانند نوسازی شبکه برق و تولید نیمهرساناها)، مشارکت دولت بهعنوان خریدار اولیه، و همکاری با متحدانی مانند ژاپن و کره جنوبی. رقابت برای رهبری در انرژی همجوشی آغاز شده است و به گفتهٔ مقاله، اکنون زمان تصمیمگیری است، زیرا برندهٔ این رقابت، نهفقط فناوری، بلکه آیندهٔ قدرت انرژی جهان را در دست خواهد داشت.
منبع: technologyreview