Разрабатывающая технологии термоядерного синтеза компания TAE Technologies при поддержке Google привлекла более $150 млн в ходе последнего раунда финансирования. Googe поддерживает компанию около 10 лет. Вместе они работают над термоядерными проектами с использованием систем машинного обучения, сообщает Datacenetr Dynamics.

В ходе работ совместно разработаны алгоритмы работы с плазмой, ведущие к значительному росту производительности. Сообщается, что обновлённые обязательства со стороны Google стали результатом тщательной технической и коммерческой оценки уникального подхода TAE к термоядерному синтезу. Это будет способствовать переходу на новый этап — демонстрации получения энергии в реакторе Copernicus.

Google отметила, что инвестирует в TAE с 2015 года и не так давно участвовала в последнем раунде финансирования компании. Google считает компанию претендентом на лидерство в гонке по достижению эффективного термоядерного синтеза. Это одна из ставок Google на «более чистое» энергетическое будущее. В последнем раунде также приняли участие Chevron и NEA, и теперь у TEA появится возможность привлечь дополнительные средства. С момента основания компания привлекла более $1,3 млрд акционерного капитала.

Источник изображения: TAE Technologies

В TAE заявляют, что у термоядерной энергетики есть возможность преобразить энергетический ландшафт — на фоне экспоненциального роста спроса на электричество из-за развития ИИ появится возможность получать практически безграничную «чистую» энергию. При разработке реактора учитываются самые «надёжные» физические принципы для обеспечения превосходной производительности, экономической эффективности и ремонтопригодности. В компании утверждают, что лидируют в разработке коммерческого, масштабируемого термоядерного синтеза.

В последние годы инвестиции в термоядерные технологии увеличились. Так, Commonwealth Fusion Systems, поддерживаемая Microsoft и Google, сообщила, что привлекла более $1 млрд. В начале года связанная с OpenAI компания Helion привлекла $425 млн. В апреле появилась информация, что Type One Energy и TVA построят термоядерный реактор-стелларатор на заброшенной угольной электростанции в Теннесси, а в Microsoft Research рассчитывают, что ИИ ускорит создание термоядерных реакторов, которые смогут запитать её дата-центры.

Хотя средства в сектор вкладываются большие, есть сомнения относительно возможности успешной коммерциализации технологии в скором будущем. Согласно мнению большинства экспертов, настоящего успеха можно ожидать лишь в середине 2040-х годов, а пока создать экономически эффективный термоядерный реактор не смогла ни одна компания или страна.

Детище Массачусетского технологического института (MIT), стартап Commonwealth Fusion Systems (CFS), привлёк более $1 млрд. Инвестором в компанию, рассчитывающую построить коммерческие термоядерные реакторы мощностью 400 МВт менее чем за десятилетие, выступил неназванный гиперскейлер, сообщает Datacenter Dynamics. Ранее в компанию инвестировали Microsoft и Google, а Microsoft предоставляет CFS облачные сервисы.

В конце прошлого года CFS объявила, что намерена построить термоядерную электростанцию ARC в округе Честерфилд (Chesterfield) штата Вирджиния в начале 2030-х годов. Менее масштабный тестовый реактор SPARC надеются ввести в эксплуатацию уже в 2027 году. В марте CFS объявила об успешном завершении монтажа криостата, одного из ключевых компонентов будущего реактора.

Пока экономически целесообразный термоядерный реактор не удалось создать никому. Поскольку сроки появления таких реакторов не определены, а вложения в их разработку требуются огромные, инвестируют в это направление без энтузиазма. Так, недавно стоимость британской First Light Fusion упала на 60 % после отказа от создания прототипа своего реактора из-за недостатка финансирования. В канадской General Fusion также заявили, что вынужденно уволили четверть штата, поскольку инвестиции фактически иссякли.

Источник изображения: CFS

Утверждается, что сегодня ситуация с инвестициями беспрецедентно сложна, поскольку как инвесторам, так и правительствам приходится лавировать в условиях рыночной и политической неопределённости. По словам экспертов, чтобы сегодня стабильно финансировать термоядерный проект, нужно нечто большее, чем просто значимый капитал. Нужны амбиции, терпение, постоянный приток новых инвесторов и др. — результат находится далеко за горизонтом планирования типичного инвестиционного фонда.

Несмотря на проблемы, некоторым компаниям удалось собрать значительные средства. Например, в мае $36 млн привлекла Realta Fusion в раунде, возглавленном Future Ventures. Средства предполагается потратить на создание реактора Anvil. В январе сообщалось, что разработчик термоядерных реакторов Helion привлёк $425 млн.

Фактически реальную отдачу пока можно ожидать только от классических атомных технологий, например, в результате перезапуска старых АЭС вроде Three Mile Island. Малые модульные реакторы (SMR), хотя и пользуются большой популярностью среди инвесторов и потенциальных клиентов, в коммерческом исполнении пока не существуют.

В Microsoft уверены, что искусственный интеллект способен помочь ускорить разработку экономически эффективных коммерческих термоядерных реакторов, которые смогут обеспечить энергией сами ИИ ЦОД, сообщает The Register. Пока что ни одного такого реактора не существует.

По словам Microsoft Research, стремление использовать ядерный синтез как источник безграничной и чистой энергии «уже давно является одной из самых амбициозных научных целей человечества». Исследователи подчёркивают, что до появления масштабируемой термоядерной энергетики ещё много лет, но уже сейчас изучается вопрос, как ИИ мог бы помочь ускорить разработки. На первом саммите Microsoft Research Fusion Summit, посвящённом термоядерному синтезу, представитель Microsoft Research Accelerator подчеркнул перспективность использования ИИ для дальнейших исследований в области обеспечения экоустойчивости.

В настоящее время ИИ-технологии экоустойчивыми не считаются. ООН в прошлому году отмечала, что ИИ ЦОД генерируют электронные отходы, потребляют много воды, критически важных минералов и редкоземельных элементов, при добыче которых также нередко применяют не особенно экобезопасные технологии. И, главное, такие ЦОД используют огромное количество электроэнергии, стимулируя выбросы парниковых газов. Microsoft пытается компенсировать воздействие ЦОД на окружающую среду углеродными кредитами, покупкой «чистой» энергии, оптимизацией оборудования и ПО. Ускоренное развитие технологий ядерного синтеза могло бы компенсировать воздействие бизнеса компании на экологию.

Источник изображения: Mauro Romero/unsplash.com

По словам представителя Принстонской лаборатории физики плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL) Стивена Коули (Steven Cowley), выступившего на Fusion Summit с основным докладом, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, является ли ИИ ключевым звеном для поиска оптимальных решений в термоядерной энергетике.

Впрочем, придётся запастись терпением — считается, что до запуска экспериментальных термоядерных установок в эксплуатацию пройдёт не менее десятилетия. Как считают в Национальных академиях наук, инженерии и медицины США (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, NASEM), частные и государственные инвестиции позволят создать пилотную термоядерную электростанцию 2035–2040 гг. Это приблизительно совпадает с планируемой датой начала работы международного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

Microsoft надеется, что её наработки в области ИИ для материаловедения, для решения дифференциальных уравнений и для других исследовательских задач помогут найти способ экономически эффективного термоядерного синтеза. Лаборатория Коули уже заключила меморандум о взаимопонимании с Microsoft. Учёные уверены, что ИИ поможет сократить время разработок необходимого профиля. Во всяком случае ИИ является хорошей альтернативой десятилетиям разработки методом проб и ошибок.

Microsoft не одинока в своих стремлениях. Например, разработчик атомных технологий Type One Energy и государственная компания Tennessee Valley Authority (TVA) заключили соглашение о совместной разработке планов строительства термоядерной электростанции. OpenAI намерена закупать термоядерную энергию у компании Helion в «огромных объёмах». Последняя в конце января привлекла $425 млн.

Коммерческий разработчик атомных технологий Type One Energy и государственная компания Tennessee Valley Authority (TVA) заключили соглашение о совместной разработке планов строительства термоядерной электростанции с использованием стелларатора, сообщает Business Wire. Соглашение расширяет сферу действия проекта Infinity, инициированного Type One Energy, TVA и Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США в начале 2024 года при поддержке властей Теннесси.

Пилотная термоядерная электростанция Infinity Two мощностью 350 МВт станет дополнительным источником энергии уже в середине 2030-х годов. Объект сможет задействовать инфраструктуру уже выведенной из эксплуатации угольной электростанции. Если изначально предполагалось лишь развёртывание прототипа стелларатора Type One Energy Infinity One на старой электростанции в Булл-Ране (Bull Run), принадлежащей TVA, то теперь в рамках Project Infinity предусмотрены более комплексные действия для коммерциализации термоядерной энергии. TVA и Type One Energy будут сотрудничать в исследованиях по монтажу термоядерной электростанции, участвовать в экологических экспертизах и лицензировании, а также в разработке планов проекта и поиске финансирования.

Источник изображения: Type One Energy

В соответствии с соглашением Type One Energy будет использовать мощности центров Power Service Shops (PSS) TVA в Маскл-Шолс (Muscle Shoals) в Алабаме для создания цепочки поставок и модульного производства компонентов своего стелларатора. TVA получит возможность в будущем использовать успешные наработки для масштабирования термоядерной энергетики. Цель — коммерциализация термоядерного синтеза после успешного развёртывания Infinity Two.

Также в рамках проекта Infinity предусмотрено развитие трудовых ресурсов, навыков и знаний для сборки, эксплуатации и обслуживания термоядерных стеллараторов. Штаты Теннесси и Алабама хорошо готовы для того, чтобы предоставить таланты и ресурсы, необходимые для успешной реализации термоядерных проектов, говорится в пресс-релизе.

Как заявляют в Type One Energy, помощь TVA позволит сосредоточиться на завершении проектирования Infinity Two и тестировании прототипа Infinity One на станции TVA в Булл-Ране. Новое соглашение дополняет недавний договор Type One Energy о лицензировании технологий и производстве с Commonwealth Fusion Systems. Project Infinity также хорошо согласуется с миссией TVA по развитию безопасных, надёжных, доступных и устойчивых источникокв энергии.

TVA весьма заинтересована в развитии энергетики, в частности, в Теннесси. Недавно она подверглась критике за выделение энергии суперкомпьютеру xAI Colossus в штате. Местные жители опасаются, что его огромное энергопотребление негативно скажется на ценах на электричество для обычных пользователей.

В ходе раунда серии F стартап Helion привлёк $425 млн — в компанию инвестировали Lightspeed и SoftBank Vision Fund 2. Приняли участие и существующие инвесторы, включая главу OpenAI Сэма Альтмана (Sam Altman), Mithril Capital, Capricorn Investment Group, Дастина Московица (Dustin Moskovitz) — через Good Ventures Foundation и Nucor, сообщает Datacenter Dynamics.

По итогам нового раунда капитализация Helion выросла до $5,245 млрд. Представители компании заявили, что вырученные средства помогут радикально увеличить масштабы производства в США, благодаря чему выпускать конденсаторы, магниты и полупроводники можно будет намного быстрее. Это позволит ускорить строительство «первой в мире» термоядерной электростанции.

В прошлом месяце Helion, после трёх лет разработок, представила прототип реактора Polaris, использующий для получения энергии ядерный синтез. Тот же процесс, что обеспечивает «питание» Солнца и других звёзд в теории способен обеспечить человечество электричеством в невероятных масштабах. При этом отсутствует риск атомных катастроф, характерных для реакций ядерного деления.

Источник изображения: Helion

Ещё в 2023 году Microsoft подписала соглашение на 50 МВт о покупке энергии у Helion уже в 2028 году. Стоит отметить, что реальные коммерческие проекты в мире пока отсутствуют, хотя исследования велись десятилетиями. OpenAI, в которой заправляет инвестирующий в Helion Сэм Альтман, тоже хочет покупать электричество из термоядерного реактора в «огромных объёмах». С Helion конкурирует Commonwealth Fusion Systems. В прошлом месяце компания заявила, что рассчитывает построить 400-МВт электростанцию ARC в Вирджинии (США) в начале 2030-х годов.

Впрочем, пока большинство участников индустрии ЦОД делают ставку на более традиционные малые модульные реакторы (SMR). Например, Deep Atomic ещё в октябре прошлого года анонсирвоала разработку модели SMR MK60, предназначенного специально для дата-центров, а ещё один поддерживаемый Альтманом стартап Oklo договорился с RPower о создании гибридных электростанций с использованием как газовых генераторов, так и SMR.

Компания OpenAI, активно усиливающая свои ИИ-системы, по слухам, намерена закупать в «огромных объёмах» энергию для своих ЦОД у разработчика термоядерных проектов — компании Helion. По данным Datacenter Dynamics, в последнюю инвестировал $375 млн сам глава OpenAI Сэм Альтман (Sam Altman), который является председателем совета директоров Helion, а также другие крупные игроки IT-рынка.

Термоядерная энергия в перспективе обеспечит практически неограниченные поставки дешёвого «чистого» электричества, но, несмотря на потраченные на её разработку огромные средства, никаких коммерческих решений в этой сфере пока не существует. В Helion заверяют, что её термоядерная электростанция заработает уже в 2028 году. Она, как ожидается, будет использовать гелий-3. Другие компании в основном полагаются в своих разработках на тритий.

Источник изображения: Helion

Microsoft заключила с Helion соглашение о покупке «чистой» энергии ещё в прошлом году — это первый в своём роде контракт, связанной с термоядерным синтезом. В рамках сделки Helion будет поставлять Microsoft до 50 МВт безуглеродной энергии. Параллельно Microsoft является инвестором OpenAI, компании работают вместе над ИИ-ЦОД Stargate на 5 ГВт. Проект обойдётся в $100 млрд и будет запущен уже в 2028 году.

Ранее Альтман уже заявлял, что новые энерготехнологии вроде термоядерного синтеза будут необходимы ИИ-инфраструктуре из-за больших потребностей наиболее передовых систем. Альтман заявил, что справиться с возникающими задачами без качественного прорыва невозможно и добавил, что необходим термоядерный синтез или комбинация чрезвычайно дешёвых солнечных элементов с энергохранилищами — в огромных масштабах.

Поскольку термоядерный синтез стал одной из самых популярных технологических тем, соответствующим проектам выделяется немало ресурсов. Как сообщает The Register, Министерство энергетики Соединённых Штатов (DoE) намерено вложить более $100 млн в суперкомпьютерные проекты, которые призваны ускорить развитие термоядерной энергетики.

Всего будет потрачено $112 млн на 12 проектов. Программа Scientific Discovery through Advanced Computing (SciDAC) объединила уже существующие проекты Fusion Energy Sciences (FES) и Advanced Scientific Computing Research (ASCR). Такая комбинация, возможно, позволит осуществить новый прорыв в сфере «чистой» энергетики, задействовав ресурсы суперкомпьютеров, в том числе систем экзафлопсного класса.

В декабре 2022 года DoE уже выделило $33 млн исследователям, желающим применить машинное обучение и ИИ для анализа экспериментов с термоядерным синтезом. Основной акцент в этом случае делался на развитии пилотных технологий синтеза с помощью вычислительных систем. Средства были выделены после успехов Ливерморской национальной лаборатории (LLNL), которой удалось запустить реакцию термоядерного синтеза с положительным КПД (правда, без учёта затрат на питание лазеров для старта реакции).

Источник изображения: ChadoNihi/unsplash.com

С помощью суперкомпьютеров в рамках новой программы SciDAC предполагается моделирование изменения состояний плазмы в экстремальных условиях, изучение турбулентности в реакторах, использование ИИ для прогнозирования и устранения проблем потери энергии, моделирование стеллараторов и разработка пилотных термоядерных электростанций в целом.