Термоядерна енергетика Китаю: прорив у виробництві чистої енергії

Ця гігантська установка здатна нагріватися до неймовірних 150 мільйонів градусів Цельсія – це в 10 разів гарячіше, ніж ядро справжнього Сонця.

Китайські реактори-токамаки, які називають "штучними сонцями" за імітацію плазмового синтезу, що відбувається в ядрі Сонця, мають потенціал для вироблення величезної кількості дешевої чистої енергії в промислових масштабах.

Найбільш просунутою розробкою Пекіна є Експериментальний передовий надпровідний токамак (EAST) – термоядерний реактор, здатний нагріватися в шість разів гарячіше за Сонце. Пекін очікує, що під керівництвом Інституту фізики плазми його реактор проведе свій перший експеримент з термоядерного запалювання у 2027 році.

Це віха, яка зробить EAST першим у світі самопідтримувальним реактором, в якому плазма може горіти без зовнішніх джерел нагріву.

У термоядерному реакторі вчені об'єднують два позитивно заряджені ядра для вироблення великої кількості енергії та тепла. Однак через те, що обидва ядра заряджені позитивно, реактори повинні генерувати достатньо потужності, щоб подолати магнітні сили, які їх відштовхують.

Що таке токамаки

Це циліндричні реактори, які вирішують раніше описані проблеми шляхом подачі електричного заряду на ці ядра водню, перетворюючи їх на щільну плазму. Однак згадана плазма неймовірно нестабільна, що вимагає від неї досягнення щільності, здатної генерувати самопідтримуюче тепло.

Для цього токамаки повинні працювати в небачених раніше масштабах, створюючи температуру в 150 мільйонів градусів Цельсія, що приблизно в 10 разів перевищує температуру ядра Сонця, і магнітні поля, які в сотні тисяч разів перевищують земні.

Токамак EAST – це лише один із кількох термоядерних проєктів Пекіна на горизонті, який інвестував у цю технологію близько 268 мільярдів гривень з 2023 року. Будучи стовпом його останнього п'ятирічного плану, термоядерна індустрія Китаю задіяла підприємницький дух, що дзеркально відбиває Кремнієву долину, осідлавши хвилю державних інвестицій, скоординованих дослідницьких зусиль та узгодженого розвитку ланцюгів поставок, щоб злетіти над світовими конкурентами.

Однак західні фірми наступають йому на п'яти. У Сполучених Штатах, наприклад, приблизно 42 компанії залучили близько 330 мільярдів гривен капіталу для розвитку цієї технології, що становить приблизно половину світових інвестицій.

Вперед до термоядерного синтезу

З моменту свого створення у 2006 році EAST перетворився на видатний проект термоядерного реактора, досягнувши кількох ключових віх на шляху до здійснення стійких термоядерних реакцій. У січні 2025 року, наприклад, EAST встановив рекорд за тривалістю "високоякісного горіння" в історії плазмового синтезу.

Реакція, що тривала 1066 секунд, більш ніж удвічі перевищила попередній рекорд, встановлений EAST у 2023 році. Під час експерименту EAST досяг температури в 100 мільйонів градусів Цельсія.

Через рік дослідники подолали великий бар'єр щільності, відомий як межа Грінвальда, який описує математичну межу кількості атомів усередині плазми до того, як реакція стане нестабільною. Рекорд довів, що плазма може залишатися стабільною при екстремально високих щільностях, що стало важливою віхою на шляху до широкомасштабної експлуатації.

Хоча реактор EAST міг би спричинити революцію в секторі чистої енергії Китаю, інший реактор уже перехопив у нього статус головної сили в термоядерних амбіціях Китаю. Очікується, що Експериментальний надпровідний токамак з палаючою плазмою (BEST), будівництво якого має завершитися у 2027 році, стане першим реактором, що успішно виробив електроенергію за рахунок термоядерного синтезу в історії людства.

Будучи більшим за свого попередника, BEST спочатку використовуватиме зовнішні запаси ізотопів водню – дейтерію та тритію, останній з яких є вкрай рідкісним і складним у зберіганні. Однак з часом вчені сподіваються, що BEST буде генерувати власні атоми тритію завдяки встановленню літієвого бланкета (покриття), що може змінити самопідтримуючі можливості вироблення термоядерної енергії.

Ще більш просунутий проект, Китайський випробувальний термоядерний інженерний реактор, також, як очікується, буде запущений і запрацює наприкінці десятиліття. Крім того, Пекін прагне до того, щоб до 2030 року запрацювала "Сінхо" – перша в світі ядерна установка, що задіює як термоядерні реакції, так і реакції поділу.

Майбутнє енергетики

Термоядерний прорив Китаю координується за допомогою підходу "зверху вниз", при якому національна програма визначає пріоритети розвитку, фінансує дослідження та нарощує потужності ланцюгів поставок для усунення критичних вузьких місць.

У липні 2025 року, наприклад, Пекін заснував державну компанію China Fusion Energy для керівництва дослідницькими зусиллями країни, вклавши близько 87 мільярдів гривень у це державне підприємство. У березні 2026 року Пекін оприлюднив свій 15-й п’ятирічний план, у якому перелічив термоядерну енергію як одну з восьми "передових технологій", яким він надаватиме пріоритет, закладаючи основу для подальших інвестицій.

Чи дозволять такі інвестиції Пекіну досягти його радикально амбітних термоядерних цілей, поки що невідомо.

Незважаючи на ці успіхи, залишається низка перешкод. Однією з проблем є необхідність виробництва спеціалізованих компонентів у промислових масштабах. І хоча Пекін інвестував у металообробку та інші передові технології виробництва для розвитку своїх найважливіших ланцюгів поставок, країні довелося покладатися на іноземних виробників щодо певних ключових компонентів.

Одним із показових прикладів є металеві підкладки з хастеллоя (C276) – важливого сплаву для виробництва супермагнітів, що використовуються в термоядерному процесі, який Китай почав виробляти в промислових масштабах у жовтні 2025 року.

Однак Китай не єдиний у прагненні до цієї технології, оскільки інвестиції в термоядерні технології різко зросли в останні роки. На сьогоднішній день щонайменше 77 стартапів, орієнтованих на термоядерний синтез, залучили близько 620 мільярдів гривень інвестицій по всьому світу. Деякі зробили ставку на токамаки, тоді як інші вклалися в стеларатори або технології інерційного термоядерного синтезу на основі лазерів.

Американські стартапи оголосили про настільки ж амбітні терміни, як і термоядерний сектор Китаю, сподіваючись розпочати роботу в наступному десятилітті. Найбільший людський проект насправді вже вступив у свою фінальну реакторну фазу; Міжнародний термоядерний експериментальний реактор (ІТЕР), спільний проект токамака, що здійснюється 34 країнами на півдні Франції, продовжує свій розвиток, хоча навряд чи почне роботу як мінімум до 2039 року. У світлі таких досягнень термоядерна енергетика, можливо, вже на підході.