Термоядерная энергия может обеспечить стабильный источник электроэнергии с нулевым выбросом вредных веществ в будущем, если компании смогут построить и запустить термоядерные реакторы. Однако новое исследование предполагает, что даже если это будущее наступит, оно может не быть дешевым.
Эволюция технологий
Технологии, как правило, становятся дешевле с течением времени. Литий-ионные батареи теперь примерно на 90% дешевле, чем они были в 2013 году. Однако исторически разные технологии проходят через эту кривую снижения стоимости с разной скоростью. И стоимость термоядерной энергии может не снижаться так быстро, как цены на батареи или солнечные панели.
Проблема прогнозирования
Трудно делать какие-либо прогнозы о стоимости технологии, которая еще не существует. Но когда на кону стоят миллиарды долларов государственного и частного финансирования, стоит рассмотреть, какие предположения мы делаем о будущей энергетической смеси и ее стоимости.
Коэффициент опыта
Одним из ключевых показателей является коэффициент опыта - процент, на который снижается стоимость технологии при каждом удвоении мощности. Более высокий коэффициент означает более быстрое снижение цены и лучшие экономические выгоды от масштабирования.
Исторически коэффициент опыта составляет 12% для ветроэнергетики на суше, 20% для литий-ионных батарей и 23% для солнечных модулей. Другие энергетические технологии не стали так же дешевыми - для атомной энергии этот показатель составляет всего 2%.
Новое исследование
В новом исследовании, опубликованном в Нейчур Энерджи, исследователи попытались улучшить прогнозы будущей цены термоядерной энергии, оценив коэффициент опыта технологии. Команда изучила три ключевых характеристика, которые могут коррелировать с коэффициентом опыта: размер единицы, сложность конструкции и необходимость настройки. Чем больше и сложнее технология, и/или чем больше она требует настройки для разных случаев использования, тем ниже коэффициент опыта.
Исследователи опросили экспертов в области термоядерной энергии, включая государственных исследователей и специалистов из частного сектора. Они попросили экспертов оценить термоядерные реакторы по этим характеристикам и использовали эту информацию для прогнозирования коэффициента опыта.
Результаты исследования
Термоядерные реакторы, вероятно, будут относительно большими, подобно другим типам объектов (например, угольным и атомным электростанциям), которые полагаются на выработку тепла. Они, вероятно, потребуют меньше настройки, чем атомные электростанции - в основном потому, что правила и соображения безопасности должны быть проще - но больше, чем технологии, такие как солнечные панели. И что касается сложности, «почти все эксперты согласились, что термоядерная энергия невероятно сложна», говорит Линси Танг, аспирант группы энергетической и технологической политики в Швейцарии и один из авторов исследования.
Окончательная цифра, которую исследователи предлагают для коэффициента опыта термоядерной энергии, составляет от 2% до 8%, что означает, что она увидит более быстрое снижение цены, чем атомная энергия, но не так драматическое улучшение, как многие распространенные энергетические технологии, развертываемые сегодня.
Выводы
Это означает, что для того, чтобы стоимость строительства термоядерного реактора значительно снизилась, потребуется много развертываний - и, вероятно, довольно долгое время. Электроэнергия, произведенная термоядерными реакторами, может быть дорогой в течение некоторого времени. И это намного более медленный темп, чем 8-20%, который многие моделирующие исследования предполагают сегодня.
«В целом, я думаю, что должны быть заданы вопросы о текущих уровнях инвестиций в термоядерную энергетику», - говорит Танг. (В США было выделено более 1 миллиарда долларов на термоядерную энергетику в фискальном году 2024, а частное финансирование составило 2,2 миллиарда долларов между июлем 2024 и июлем 2025 года.) «Если мы говорим о декарбонизации энергетической системы, является ли это действительно лучшим использованием государственных средств?»
Мнения экспертов
Однако некоторые эксперты считают, что обращение к прошлому для понимания будущей цены энергии может быть вводящим в заблуждение. «Это хорошая тренировка, но мы должны быть скромными о том, сколько мы не знаем», - говорит Эгемен Колемен, профессор лаборатории плазменной физики Принстонского университета.
В 2000 году многие аналитики предсказывали, что солнечная энергия останется дорогой, но затем производство взлетело, и цены рухнули, в основном потому, что Китай полностью включился в это, говорит он. «Люди не были совсем не правы тогда», - добавляет он. «Они просто экстраполировали то, что они видели, в будущее».
Как быстро снижаются цены, зависит от правил, геополитических динамик и стоимости труда, говорит он: «Мы еще не построили это, поэтому мы не знаем».