Công ty Helion Energy được Microsoft hỗ trợ đã bắt đầu xây dựng nhà máy điện nhiệt hạch thương mại đầu tiên tại bang Washington, hứa hẹn cung cấp 50 MW điện năng cho các trung tâm dữ liệu của Microsoft vào năm 2028. Tuy nhiên, cộng đồng công nghệ đang đặt ra những câu hỏi nghiêm túc về việc liệu công ty đã thực sự giải quyết được những thách thức cơ bản của năng lượng nhiệt hạch hay chưa.
Thông tin chính về Helion Energy:
- Thành lập: 2013
- Tổng vốn đầu tư: Hơn 1 tỷ USD
- Định giá hiện tại: 5,4 tỷ USD
- Công suất dự kiến: 50 MW cho các trung tâm dữ liệu của Microsoft
- Mục tiêu giao hàng: 2028
- Nguyên mẫu hiện tại: Polaris (dự kiến sẽ chứng minh điện năng fusion đầu tiên)
- Nguyên mẫu trước đó: Trenta (chỉ tạo ra plasma, không có nhiên liệu fusion)
- Phương pháp: Chuyển đổi năng lượng trực tiếp thông qua từ thủy động lực học
- Chu trình nhiên liệu: Deuterium-Helium-3 (fusion không neutron)
Thiếu bằng chứng về công nghệ nhiệt hạch hoạt động
Mối quan ngại cấp bách nhất trong giới chuyên gia là Helion chưa chứng minh được một lò phản ứng nhiệt hạch hoạt động có thể sản xuất năng lượng ròng. Nguyên mẫu hiện tại của họ, được gọi là Polaris, được cho là sẽ thể hiện việc phát điện từ nhiệt hạch vào cuối năm 2024, nhưng công ty vẫn mơ hồ về tiến độ của mình. Máy trước đó của họ, Trenta, có thể tạo ra plasma nhưng không chứa nhiên liệu nhiệt hạch và không tạo ra phản ứng nhiệt hạch nào - về cơ bản nó chỉ là một giàn thử nghiệm để điều khiển plasma.
Việc thivắng các bài báo khoa học được bình duyệt cho thấy sự cân bằng năng lượng cũng đã thu hút sự chỉ trích. Trong nghiên cứu nhiệt hạch, có ba cột mốc quan trọng: cân bằng vật lý (khi năng lượng nhiệt hạch vượt quá năng lượng đầu vào), cân bằng kỹ thuật (khi điện năng hữu ích được tạo ra), và cân bằng kinh tế (khi hệ thống khả thi về mặt thương mại). Helion dường như chưa đạt được cột mốc nào trong số này được xác minh công khai.
Các cột mốc quan trọng của Năng lượng Nhiệt hạch:
- Điểm hòa vốn Vật lý: Năng lượng đầu ra từ nhiệt hạch vượt quá năng lượng đầu vào để duy trì phản ứng
- Điểm hòa vốn Kỹ thuật: Phát điện ròng sau khi tính đến tổn thất chuyển đổi (cần khoảng 10 lần điểm hòa vốn vật lý)
- Điểm hòa vốn Kinh tế: Sản xuất điện khả thi về mặt thương mại, bao phủ chi phí vốn và vận hành
- Kỷ lục hiện tại: Q = 4.13 (đầu ra 8.6 MJ từ đầu vào laser 2.08 MJ) đạt được vào năm 2025
- Tình trạng của Helion: Chưa có bằng chứng công khai xác minh việc đạt được bất kỳ cột mốc hòa vốn nào
Mối liên hệ với Sam Altman gây nghi ngờ
Việc Helion được hỗ trợ bởi người sáng lập OpenAI Sam Altman đã thêm một lớp hoài nghi khác. Mặc dù Altman không phải là người sáng lập công ty, nhưng sự tham gia của ông và thỏa thuận mua điện của Microsoft đã khiến một số người đặt câu hỏi liệu điều này có thể hiện tiến bộ công nghệ thực sự hay chỉ là marketing khéo léo. Thời điểm cam kết của Microsoft, trùng với các khoản đầu tư lớn của họ vào AI và OpenAI, đã làm dấy lên câu hỏi về động cơ thực sự của thỏa thuận này.
Đây là công ty nhiệt hạch của Sam Altman, được Microsoft hỗ trợ vào năm 2023 với thỏa thuận mua điện đã ký: hoặc là Altman có những bí mật nghiêm trọng về Satya Nadella, hoặc (có khả năng hơn!) Satya Nadella là một kẻ ngốc dễ tin nghĩ rằng 'Sam Altman là Thiên tài trẻ đã phát minh ra AI, nên anh ta cũng có thể giải quyết nhiệt hạch!'
Công ty đã huy động được hơn 1 tỷ đô la Mỹ và đạt được mức định giá 5,4 tỷ đô la Mỹ, nhưng các nhà phê bình cho rằng điều này phản ánh sự nhiệt tình của nhà đầu tư hơn là thành tựu kỹ thuật.
Chuyển đổi năng lượng trực tiếp: Hứa hẹn hay giấc mơ hão huyền?
Cách tiếp cận của Helion khác với các khái niệm nhiệt hạch truyền thống bằng cách cố gắng chuyển đổi năng lượng plasma trực tiếp thành điện năng, bỏ qua hoàn toàn các tuabin hơi nước. Quá trình từ thủy động lực học này về lý thuyết có thể đạt hiệu suất trên 95%, so với hiệu suất 35-48% của các phương pháp phát điện thông thường.
Tuy nhiên, công nghệ này chưa bao giờ được chứng minh thành công ở quy mô lớn. Khái niệm này có từ năm 1963, và mặc dù vật lý đã được hiểu, những thách thức kỹ thuật vẫn còn rất lớn. Quá trình này đòi hỏi duy trì plasma cực nóng trong khi trích xuất năng lượng thông qua từ trường - một kỳ tích mà chưa công ty nào đạt được về mặt thương mại.
Phát điện từ thủy động lực học: Một quá trình trong đó plasma dẫn điện di chuyển qua từ trường tạo ra dòng điện trực tiếp, không cần tuabin cơ khí.
Kiểm tra thực tế kinh tế
Ngay cả khi Helion giải quyết được các thách thức kỹ thuật, năng lượng nhiệt hạch vẫn phải đối mặt với những cơn gió ngược kinh tế tương tự đã khiến phân hạch hạt nhân ngày càng không khả thi. Chi phí năng lượng mặt trời đã giảm mạnh đến mức ngay cả khi các lò phản ứng nhiệt hạch được xây dựng miễn phí, chỉ riêng cơ sở hạ tầng hỗ trợ cũng có thể đắt hơn các giải pháp thay thế tái tạo.
Gánh nặng quy định đối với bất kỳ công nghệ hạt nhân nào vẫn còn đáng kể, và các nhà máy nhiệt hạch có thể sẽ yêu cầu giám sát an toàn tương tự như các nhà máy phân hạch, bất chấp các hồ sơ rủi ro khác nhau. Quy mô khổng lồ cần thiết cho nhiệt hạch thương mại - với các buồng lò phản ứng có kích thước bằng các tòa nhà chung cư - cho thấy chi phí vốn sẽ rất lớn.
Bối cảnh cạnh tranh:
- Commonwealth Fusion Systems: Hợp đồng mua điện PPA 200 MW với Google , nhà máy ARC 400 MW được lên kế hoạch cho đầu thập niên 2030 tại Virginia
- Các dự án của chính phủ: Dự án tokamak ITER (hợp tác quốc tế)
- Nguồn vốn tư nhân: Nhiều công ty khởi nghiệp theo đuổi các phương pháp tiếp cận fusion khác nhau
- Phương pháp kỹ thuật: Tokamak ( ITER ), giam giữ quán tính (fusion laser), các khái niệm thay thế (phương pháp xung của Helion )
Kết luận
Mặc dù cách tiếp cận chuyển đổi năng lượng trực tiếp của Helion đại diện cho một con đường sáng tạo hướng tới nhiệt hạch thương mại, lịch trình của công ty dường như cực kỳ tích cực khi xét đến việc thiếu các đột phá đã được chứng minh. Ngày giao hàng năm 2028 có vẻ đặc biệt lạc quan khi công ty chưa thể hiện được việc sản xuất năng lượng ròng từ các phản ứng nhiệt hạch.
Sự hoài nghi của cộng đồng công nghệ phản ánh những mối quan ngại rộng hơn về việc hứa hẹn quá mức trong các công nghệ mới nổi. Liệu Helion có thể thực hiện được lịch trình đầy tham vọng của mình sẽ là một trường hợp thử nghiệm quan trọng cho việc phát triển nhiệt hạch tư nhân và vai trò của vốn đầu tư mạo hiểm trong việc giải quyết những thách thức kỹ thuật lớn nhất của nhân loại.
Tham khảo: Microsoft-Backed Company Begins Work On Washington Nuclear Fusion Plant