Cuộc đua 'mặt trời nhân tạo' còn nhiều trở ngại

Năng lượng nhiệt hạch mang lại hiệu suất năng lượng gấp 7 lần năng lượng hạt nhân thông thường, vốn dựa trên phản ứng phân hạch, tạo ít chất thải phóng xạ hơn và an toàn hơn về bản chất. Theo Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), phản ứng này không phát thải CO2 dù neutron có thể khiến vật liệu cấu trúc lò bị kích hoạt phóng xạ.

Bên trong một phòng chế tạo của CFS có trụ sở tại bang Massachusetts, Mỹ Ảnh: COMMONWEALTH FUSION SYSTEMS

Trước triển vọng đó dòng vốn đang đổ mạnh vào lĩnh vực này. Theo khảo sát mới đây của Hiệp hội Công nghiệp nhiệt hạch (FIA) có trụ sở tại Mỹ, tổng vốn đầu tư vào năng lượng nhiệt hạch toàn cầu năm qua đạt gần 4,5 tỷ USD, tăng 69% so với cùng kỳ tháng 7 năm ngoái.

Mỹ hiện sở hữu hơn một nửa số công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực nhiệt hạch toàn cầu, với tổng vốn đầu tư vượt 8 tỷ USD. Công ty Commonwealth Fusion Systems (CFS) đang xây dựng thiết bị thử nghiệm SPARC, đã hoàn thành gần 80% và đặt mục tiêu tạo năng lượng đầu ra lớn hơn năng lượng cung cấp cho quá trình phản ứng vào năm 2027. Nếu thử nghiệm thành công, CFS dự kiến phát triển nhà máy ARC công suất khoảng 400MW tại bang Virginia, hòa lưới điện vào đầu thập niên 2030.

Trong khi đó, Trung Quốc chi khoảng 1,5 tỷ USD ngân sách nhà nước mỗi năm cho nghiên cứu nhiệt hạch, gần gấp đôi mức đầu tư liên bang của Mỹ trong năm tài khóa 2026 là 806 triệu USD. Nước này cũng đang xây dựng thiết bị thí nghiệm nhiệt hạch BEST (Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak) tại tỉnh An Huy, dự kiến hoàn thành cuối năm 2027, mục tiêu phát điện nhiệt hạch trong năm 2030.

Cuối tháng 8 vừa qua, Cơ quan Thúc đẩy chuyển đổi xanh của Nhật Bản (GX Acceleration Agency) đã đầu tư khoảng 3 tỷ yen vào 2 công ty khởi nghiệp phát triển công nghệ phản ứng tổng hợp hạt nhân và tái chế nhựa là Kyoto Fusioneering và JEPLAN.

Theo Báo Nikkei Asia, với tổng vốn công - tư dự kiến đạt 20 tỷ yen (khoảng 125 triệu USD), chính phủ Nhật Bản kỳ vọng hỗ trợ đẩy nhanh quá trình thương mại hóa các công nghệ khử carbon tiên tiến của chính phủ. Trong khi đó Tờ Financial Times (Anh) cho biết tập đoàn dầu khí Eni của Italy đặt mục tiêu thương mại hóa công nghệ nhiệt hạch tại châu Âu vào năm 2040 hoặc sớm hơn.

Hiện các tập đoàn công nghệ cũng đang tạo thêm động lực tài chính. Microsoft đã ký hợp đồng mua điện đầu tiên trong ngành nhiệt hạch với startup Helion (Mỹ) từ năm 2028 để phục vụ trung tâm dữ liệu tại bang Washington. Google cũng cam kết mua 200MW điện từ Nhà máy ARC do CFS phát triển.

Bên cạnh mục tiêu khử carbon, nhu cầu điện khổng lồ từ các trung tâm dữ liệu phục vụ AI đang trở thành một trong những lực đẩy tài chính chính cho ngành nhiệt hạch. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn phải chứng minh khả năng cạnh tranh về giá khi áp dụng thực tiễn.