Vượt Mỹ, quốc gia châu Á lập kỳ tích chưa từng có trong lịch sử năng lượng nhiệt hạch

Theo công ty, đây là lần đầu tiên trên thế giới một cuộn dây HTS quy mô lớn dành cho lò phản ứng thương mại có thể duy trì dòng điện ổn định trong điều kiện siêu dẫn, đồng thời tái tạo được môi trường từ trường bên trong thiết bị phản ứng nhiệt hạch.

“Điều này cho thấy Nhật Bản hoàn toàn có thể đi trước thế giới trong cuộc đua năng lượng nhiệt hạch”, CEO Takaya Taguchi phát biểu trong buổi họp báo.

Bản vẽ ý tưởng về Helix KANATA, nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên của Helical Fusion dự kiến đi vào hoạt động vào những năm 2030

Thử nghiệm được tiến hành tại Viện Khoa học Nhiệt hạch Quốc gia Nhật Bản (NIFS), đạt được dòng siêu dẫn ổn định 40 kA trong từ trường 7 Tesla ở nhiệt độ 15 Kelvin (-258°C). 

Thành công này đưa Helical Fusion trở thành một trong những ứng viên hàng đầu toàn cầu trong cuộc đua phát triển năng lượng nhiệt hạch thương mại, công nghệ được kỳ vọng sẽ thay đổi hoàn toàn cách thế giới sản xuất điện năng.

Chương trình Helix và tham vọng “nhiệt hạch kiểu Nhật”

Helical Fusion đang thúc đẩy nghiên cứu trong khuôn khổ Chương trình Helix, với mục tiêu hoàn tất các thử nghiệm cuộn từ HTS và hệ thống tường chắn, tách plasma tích hợp trước cuối thập niên 2020.

Bước tiếp theo là xây dựng thiết bị thử nghiệm tích hợp Helix HARUKA, minh chứng cho khả năng duy trì phản ứng nhiệt hạch ổn định và liên tục.

Đến những năm 2030, công ty dự định vận hành nhà máy thí điểm Helix KANATA, có thể phát điện liên tục 24/7, đạt hiệu suất dương năng lượng (net positive) và bảo trì hiệu quả – ba tiêu chí then chốt để công nghệ nhiệt hạch có thể thương mại hóa.

Là đơn vị duy nhất kế thừa công nghệ nhiệt hạch dạng xoắn (helical) của NIFS, công ty đặt mục tiêu xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên thế giới dựa trên thiết kế Helical Stellarator, cho phép duy trì plasma liên tục mà không cần dòng điện kích hoạt bên ngoài, hứa hẹn hoạt động ổn định và dài hạn hơn các mô hình khác.

Hợp tác và hậu thuẫn từ chính phủ

Kể từ khi thành lập năm 2021, Helical Fusion đã hợp tác chặt chẽ với NIFS, thành lập nhóm nghiên cứu chung từ tháng 3/2024 để đẩy nhanh phát triển nam châm HTS và hệ thống lò phản ứng.

Dự án cũng nhận được 2 tỷ yên (khoảng 13 triệu USD) tài trợ từ Chương trình Đổi mới Doanh nghiệp nhỏ (SBIR) giai đoạn 3, thuộc Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (MEXT).

Thủ tướng Sanae Takaichi – người ủng hộ mạnh mẽ lĩnh vực nhiệt hạch, được xem là nhân tố chủ chốt trong việc khởi động gói tài trợ này.

“Chúng tôi hy vọng chính quyền Takaichi sẽ giúp Nhật Bản thu hẹp, thậm chí vượt qua khoảng cách với Mỹ và Trung Quốc, bằng việc tăng đầu tư và hỗ trợ chính sách”, Taguchi nhấn mạnh.

Hiện tổng đầu tư quốc gia của Nhật vào nhiệt hạch khoảng 100 tỷ yên, thấp hơn nhiều so với mức hàng nghìn tỷ yên mà Mỹ và Trung Quốc đã chi trong những năm gần đây. Tuy nhiên, thành công mới này có thể trở thành bước ngoặt khiến Tokyo tái tập trung nguồn lực vào các dự án nhiệt hạch trong nước.

Cuộc đua toàn cầu hướng tới “Mặt trời nhân tạo”

Trong năm qua, dòng vốn đầu tư toàn cầu cho năng lượng nhiệt hạch tăng thêm 2,64 tỷ USD, song các chuyên gia cho rằng con số này vẫn quá nhỏ để biến công nghệ thành thương mại thực tế.

Trong khoảng 50 dự án nhiệt hạch trên thế giới, Helical Fusion là một trong số ít startup đặt mục tiêu đáp ứng đồng thời ba tiêu chí thương mại hóa: Sản xuất điện ổn định, tạo ra năng lượng ròng dương và khả năng bảo trì dài hạn.

Các đối thủ lớn gồm Commonwealth Fusion Systems (Mỹ), công ty tách ra từ MIT, đang xây dựng nhà máy nhiệt hạch quy mô lưới điện tại bang Virginia, dự kiến hoàn thành đầu thập niên 2030.

“Việc phát triển nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) đánh dấu bước chuyển mạnh từ nghiên cứu trong phòng thí nghiệm sang ứng dụng thực tế”, Giám đốc công nghệ Junichi Miyazawa của Helical Fusion nhận định. “Thành công này là kết quả của nhiều năm nỗ lực và hợp tác chặt chẽ giữa giới học thuật và doanh nghiệp”.

Theo IE