За последние годы Китай добился значительного прогресса в области термоядерного синтеза. Так, в январе 2025 года китайский проект «Искусственное Солнце» (EAST) установил рекорд по поддержанию стабильного состояния плазмы – более 17 минут. В марте 2025 года шанхайский стартап Energy Singularity объявил, что его новый высокотемпературный сверхпроводящий магнит (необходимый для удержания термоядерной реакции) сгенерировал магнитное поле силой 21,7 Тесла, побив предыдущий рекорд, установленный в США. В мае 2025 года исследователи из Института физики плазмы Китайской академии наук опубликовали результаты своего успешного 12-летнего проекта по разработке нового типа стали для использования в активной зоне реактора, которая может выдерживать магнитные поля почти вдвое сильнее, чем сталь, используемая в строящемся Международном термоядерном экспериментальном реакторе (ITER).

Если говорить об объемах финансирования, то на момент своего основания в июле 2025 года China Fusion Energy была крупнейшей в мире компанией в сфере термоядерного синтеза по размеру уставного капитала. Крупные государственные предприятия выделили на ее развитие около 2,1 миллиарда долларов США, что подчеркивает стратегическую ставку Китая на эту технологию.

История развития термоядерного синтеза

В декабре 2022 года Национальный комплекс зажигания (National Ignition Facility – NIF) в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (США) вошел в историю, впервые добившись положительного выхода энергии в термоядерной реакции. Это стало важнейшим доказательством принципиальной возможности термоядерной генерации и вызвало волну крупных инвестиций в американские стартапы. Тем не менее, в Соединенных Штатах и в Китае фундаментальные исследования начались задолго до этого знакового события.

Первые термоядерные реакции были реализованы в ходе производства термоядерных бомб, высвобождающих намного больше энергии, чем атомные бомбы. Однако управляемый термоядерный синтез оказался гораздо более сложной задачей. Большинство лабораторий и компаний применяют один из двух подходов – магнитное удержание (MCF) и инерциальное удержание (ICF). MCF использует магнитные поля для удержания непрерывно горящей плазмы в течение длительного времени, а ICF использует интенсивные лазеры и небольшие топливные мишени для создания коротких термоядерных импульсов. Именно подход ICF был использован в NIF для достижения прорыва в области чистой энергии.

Исторически большинство экспериментов по термоядерному синтезу было сосредоточено на токамаках, стеллараторах и инерциальном удержании, которое обеспечивалось за счет лазера. Особенно важную роль сыграли токамаки – Международный термоядерный экспериментальный реактор, который строится во Франции, использует именно эту конструкцию, как и основные исследовательские реакторы Китая.

Первый токамак был запущен Советским Союзом в 1958 году. США начали исследования со стеллараторами в 1953 году и не запускали токамак до 1970 года. После многообещающих научных прорывов токамак стал рассматриваться как наиболее вероятный путь к коммерческому термоядерному синтезу. Первый крупномасштабный китайский токамак HL-1 начал работу в начале 1980-х годов в Юго-западном институте физики (SWIP) в Чэнду. Этот институт является филиалом CNNC, крупнейшего китайского государственного предприятия в области атомной энергетики.

SWIP эксплуатирует HL-2A(M), один из трех действующих в Китае токамаков с усовершенствованной конструкцией. Два других – это экспериментальный сверхпроводящий токамак (EAST), также известный как «искусственное солнце» и J-TEXT. EAST, работающий с 2006 года, расположен в Институте физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) в Хэфэе, а J-TEXT – в Хуачжунском университете науки и технологий (HUST). ASIPP и SWIP – два основных научно-исследовательских учреждения, от которых зависит прогресс Китая в области термоядерного синтеза. Ряд других университетов и институтов также вносят свой вклад, хотя и в меньшей степени.

Основные проекты Китая

Комплексный анализ показывает, что китайские токамаки пока отстают от мировых лидеров. Стратегии, направленные на ускорение прогресса, предусматривают активное участие научно-исследовательских институтов и представителей частного сектора. Китайские научно-исследовательские институты имеют четкий план и сроки, которые позволят создать коммерческий термоядерный реактор. Основой этого плана являются три токамака. Благодаря результатам своих экспериментов Китай вносит свой вклад в разработку ITER и одновременно работает над созданием испытательного термоядерного реактора (CFETR). Правительство Китая планирует или уже реализует ряд проектов, которые будут способствовать заполнению пробелов в знаниях о термоядерном синтезе. Перечень ключевых объектов и проектов:

  1. Комплексный научно-исследовательский центр термоядерных технологий (CRAFT). Центр площадью 40 гектаров, расположенный в Хэфэе, недалеко от ASIPP, включает 20 установок стоимостью 570 миллионов долларов. Его основной задачей является устранение препятствий для запуска CFETR. Строительство началось в 2019 году и должно завершиться в 2026 году.
  2. Экспериментальный сверхпроводящий токамак с плазменным горением (BEST). Это промежуточный токамак между EAST и CFETR, предназначенный для изучения возможностей реального производства энергии, который также расположен в Хэфэе. Строительство началось в 2023 году и, как ожидается, завершится в 2027 году. Его называют аналогом токамака, разработанного американской компанией Commonwealth Fusion Systems.
  3. Shenguang-IV («God Light-IV» или SG4). Китай строит в Мяньяне (провинция Сычуань) объект Х-образной формы. Некоторые аналитики и СМИ идентифицировали его как четвертое поколение лазерных установок, эксплуатируемых Китайской академией инженерной физики (CAEP). Предполагается, что SG4 будет частично похож на NIF. Официальные данные о бюджете не разглашаются, однако для сравнения можно упомянуть, что строительство NIF обошлось США в 3,5 миллиарда долларов. Некоторые китайские источники утверждают, что энергетическая мощность лазеров SG4 составит 2 Мегаджоуля, что аналогично возможностям NIF, где проводились эксперименты с лазерами мощностью 2,2 МДж. Shenguang-IV будет оснащен 288 лазерами (у NIF – 192 лазера).
  4. Xinghuo 1. Это первая в мире термоядерная электростанция с Z-FFR (Z-Pinch Driven Fusion-Fission Reactor). Ключевой целью проекта является генерация 100 МВт электроэнергии для национальной энергосистемы к 2030 году. Строительство ведется в Наньчане, а примерный бюджет составляет 2,76 миллиарда долларов. Оценка воздействия на окружающую среду началась в марте 2025 года, а первые заказы на сверхпроводящие материалы для станции были размещены в декабре 2024 года.
  5. Китайский опытный термоядерный реактор (CFETR). Ожидается, что строительство демонстрационного термоядерного реактора начнется к концу 2020-х годов. Он рассматривается как мост между ITER и коммерческой электростанцией. Предварительная концепция CFETR была завершена в 2015 году, а инженерная разработка – в 2020 году. Результаты, полученные после реализации всех перечисленных проектов, будут использованы для дальнейшего совершенствования конструкции CFETR, прежде чем его задействуют в широкомасштабном производстве энергии через несколько десятилетий.

Частный сектор

Отраслевые стартапы изучают разнообразные традиционные и нетрадиционные методы для реализации термоядерного синтеза с более ранними сроками, чем 2060 год. При этом китайские компании тесно сотрудничают с государственными научно-исследовательскими институтами. Хотя в отчете Ассоциации термоядерной промышленности перечислены 24 различных подхода, основные китайские игроки придерживаются технологий на основе токамака и сферического токамака – более компактного варианта с меньшими инженерными затратами. Перечень крупных игроков:

  1. NeoFusion. Это частное предприятие с капиталом порядка двух миллиардов долларов, основанное в 2023 году, которое поддерживается правительством провинции Аньхой.
  2. Startorus Fusion. Еще одна частная компания, поддерживаемая государством (в частности, городами Шэньси и Сиань), которая разрабатывает традиционную конструкцию токамака. Основанная в 2021 году выпускниками Университета Цинхуа, она привлекла финансирование на сумму 207 миллионов долларов финансирования.
  3. Energy Singularity. Компания была основана в 2021 году при финансовой поддержке в размере 120 миллионов долларов. Она эксплуатирует HH70, первый в мире полностью высокотемпературный сверхпроводящий (ВТСП) сферический токамак. Компания придерживается подхода, аналогичного Commonwealth Fusion Systems, и планирует создать следующую итерацию своей ВТСП-конструкции под названием HH170 к 2027 году. Ожидается, что синтез энергии должен увеличиться в 10 раз.
  4. ENN. Это газовая компания, которая также занимается проектами в области термоядерного синтеза. Она привлекла 400 миллионов долларов инвестиций и планирует использовать сферический токамак.

Китайская компания по термоядерной энергетике

Создание Китайской компании по термоядерной энергетике (CFEC) в 2026 году призвано координировать различные аспекты проекта по термоядерному синтезу и ускорить переход от экспериментов к коммерческой реальности. В китайских СМИ ее называют «национальной командой». Wang Zhigang, профессор Института ядерных и новых энергетических технологий Университета Цинхуа, так описал значение компании: «Это не просто финансовая инвестиция, а часть национальной энергетической стратегии. Семь основных акционеров охватывают всю цепочку исследований и разработок, инженерно-строительных работ, операционную деятельность и промышленное применение, формируя экосистему глубокой интеграции. Она охватывает промышленность, академические круги, а также направления, связанные с исследованиями, эксплуатацией и финансами. Как только одна из частных китайских компаний или исследовательских институтов совершит окончательный прорыв, CFEC будет готова «подхватить эстафету».

Перспективы гонки между США и Китаем

Инсайдеры и эксперты не придерживаются единого мнения относительно безоговорочного лидера. Результаты работы «Искусственного солнца», безусловно, впечатляют. В отчете журнала MIT Technology Review говорится, что Китай контролирует три из шести ключевых отраслей и технологий, которые будут использоваться в термоядерных реакторах (при условии, что в конечном итоге победит традиционный токамак). После многолетнего лидерства по количеству ежегодных заявок на патенты в области термоядерных технологий Китай обогнал США.

Однако некоторые аналитики считают, что результаты проекта не впечатляют, а реальным показателем прогресса является чистая положительная реакция, которой Китай еще не достиг за почти три года с тех пор, как США впервые преодолели этот рубеж (в общей сложности уже восемь раз). Ежегодная премия МАГАТЭ за достижения в области ядерного синтеза, которая вручается автору наиболее значимой статьи, опубликованной в журнале Nuclear Fusion, никогда не присуждалась китайскому ученому.

Если детально не погружаться в нюансы, можно сказать, что США и Китай обладают примерно одинаковым потенциалом. Соединенные Штаты вырвались вперед по объему инвестиций, причем здесь доминирует гибкое частное финансирование, в то время как инвестиции Китая почти полностью носят государственный характер. Ежегодное государственное финансирование китайских проектов оценивается в среднем в 1,5 миллиарда долларов, американских проектов – в 800 миллионов долларов. Какая из инвестиционных моделей окажется более эффективной, покажет время.

Книга Dan Wang «Breakneck» вызвала множество дискуссий и научных споров о том, что помогает Китаю добиваться прогресса в производстве, строительстве и других сферах, и что сдерживает США. Электромобили, солнечные батареи и высокоскоростные железные дороги часто приводятся в качестве примеров того, как США или Япония выигрывают в инновациях «0-1» (изобретение и прорыв), а Китай – в «1-2» (масштабирование и оптимизация). Еще одним примером являются технологии ядерного деления. Долгое время США удерживали лидерство, обладая крупнейшим в мире парком ядерных реакторов. Однако за счет строительного бума Китай смог на 10-15 лет опередить Соединенные Штаты в своей способности развертывать ядерные реакторы четвертого поколения в крупных масштабах.

По мнению Kenneth Luongo, у Китая нет никакого секретного рецепта, кроме государственного финансирования, поддержки цепочки поставок и приверженности развитию технологией. Помимо этого, частные компании могут получать доступ к «стандартному тройному пакету»: выгодные условия финансирования, дешевая земля и упрощение бюрократических процедур. Объекты, которые строятся для термоядерного синтеза, будут обладать всеми этими преимуществами.

Китай имеет в своем распоряжении продвинутые технологии реализации крупных инфраструктурных проектов (что особенно актуально в контексте бурного строительства ядерных реакторов). Страна также привлекает ведущих ученых для работы над проектами в области термоядерного синтеза. По оценкам экспертов, в Китае насчитывается несколько тысяч аспирантов, занимающихся термоядерным синтезом, по сравнению с сотнями в США.

Даже если Соединенные Штаты совершат прорыв первыми, Китай, вероятно, быстро последует их примеру и внедрит технологию гораздо быстрее, получая дополнительные знания и опыт по ходу реализации проектов, чтобы затем вырваться вперед. В отчете комиссии американского Конгресса, датируемого февралем 2025 года, содержится призыв к единовременным инвестициям в размере 10 миллиардов долларов для создания критически важной исследовательской инфраструктуры. Но смогут ли США действительно объединить ресурсы государственного и частного секторов в эпоху поляризации, покажет время.

По материалам chinatalk.media