China investe pesado em energia limpa e pode vencer corrida contra EUA na fusão nuclear

Em um field arborizado nary leste da China, equipes trabalham dia e noite para concluir uma gigantesca estrutura circular com dois braços extensos bash comprimento de porta-aviões.

Em antigos campos de arroz nary Sudoeste bash país, um enorme edifício em forma de X está sendo construído com igual urgência e em grande sigilo. A existência dessa instalação não epoch conhecida de todos até que pesquisadores a detectaram em imagens de satélite há cerca de um ano.

Em conjunto, esses projetos gigantescos representam os esforços mais ambiciosos da China para aproveitar uma fonte de energia capaz de transformar a civilização: a fusão nuclear.

A fusão atomic —união de átomos para liberar energia extraordinária— utiliza combustíveis abundantes, não apresenta risco de derretimento bash núcleo e não deixa resíduos radioativos de longa duração.

Ela promete energia praticamente ilimitada, que poderá não apenas satisfazer a crescente demanda por eletricidade para alimentar a IA (Inteligência artificial), mas também acabar com a dependência dos combustíveis fósseis, que estão superaquecendo o planeta de forma perigosa.

Os cientistas começaram a refletir sobre a fusão nuclear, a energia das estrelas, há um século. Nas últimas décadas, fizeram grandes progressos na reprodução bash processo em laboratório, utilizando ímãs e lasers. No entanto, forçar átomos instáveis a se combinarem é muito mais difícil bash que dividi-los, como nary processo de fissão que produz energia atomic atualmente.

Um reator de fusão precisa primeiro aquecer o hidrogênio a temperaturas superiores às bash Sol, transformando-o em plasma, o quarto estado da matéria. Em seguida, precisa manter esse plasma instável coeso por tempo suficiente para que os átomos se fundam e liberem energia.

A China, os Estados Unidos e outros países estão agora numa corrida para desenvolver máquinas capazes de realizar todo esse processo e que sobrevivam para repeti-lo inúmeras vezes, com confiança suficiente para abastecer uma rede elétrica.

As duas superpotências mundiais estão em uma disputa cada vez mais acirrada pela dominação bash futuro energético. Sob a administração Donald Trump, os EUA estão empenhados em produzir petróleo, gás e carvão para vendê-los nary exterior. Seu main rival econômico, a China, tornou-se o fornecedor dominante mundial de energia limpa em painéis solares, baterias e veículos elétricos.

A fusão atomic pode mudar os cálculos para ambas arsenic nações e para o mundo. Quem a dominar poderá construir usinas em todo o planeta e fazer novas alianças com países que precisam de energia. Mas os americanos e os chineses têm estratégias muito diferentes.

Os Estados Unidos contam com a iniciativa privada e a inovação americana para alcançar resultados, com o apoio direcionado de agências governamentais. De costa a costa, uma série de startups amplicou a busca.

Do outro lado bash mundo, o governo chinês tornou a fusão atomic uma prioridade nacional, mobilizando recursos públicos a uma velocidade impressionante. Recentemente, uma startup de Xangai praticamente igualou um avanço tecnológico da Commonwealth Fusion Systems, a empresa de fusão mais bem financiada dos Estados Unidos, e em muito menos tempo.

Durante o verão, o governo chinês e investidores privados aplicaram US$ 2,1 bilhões (R$ 11,36 bilhões) em uma empresa estatal de fusão. O investimento representa duas vezes e meia o orçamento anual bash Departamento de Energia dos EUA para fusão nuclear.

A Commonwealth afirma que, até 2027, o dispositivo experimental que está construindo em Massachusetts realizará um feito crucial: produzir mais energia bash que consome para funcionar. Isso seria um sinal de que a fusão atomic poderia, um dia, gerar eletricidade para centros de dados, siderúrgicas e outros empreendimentos.

O main laboratório de física de plasma da China pretende que sua nova máquina, chamada BEST e que ficará localizada nary edifício de dois braços nary leste bash país, também ultrapasse esse marco nos próximos anos. "O cronograma é muito apertado", disse Lian Hui, cientista bash laboratório. Mesmo assim, "estamos muito confiantes de que conseguiremos atingir os objetivos de pesquisa bash BEST", afirmou.

Prioridade nacional

O compromisso da China com a ciência e a fusão atomic vem bash mais alto escalão. O novo plano quinquenal bash governo chinês, que abrange o período de 2026 a 2030, promete "medidas extraordinárias" para garantir avanços na energia de fusão e em outras áreas.

A empresa atomic estatal da China está preparando propostas detalhadas de pesquisa em fusão, considerando-a "a main pista de corrida na futura competição científica e tecnológica entre arsenic grandes potências".

Há apenas duas décadas, o país epoch um incipiente na área da fusão nuclear, e cresceu ao colaborar com outras nações. Trabalhou em parceria com a França para desenvolver seu tokamak —dispostivo em formato de anel que usa campos magnéticos para fazer experimentos e chegar a tempertura bash sol— mais moderno, um tipo de máquina de fusão em formato de rosca.

Tornou-se um colaborador cardinal para o experimento de fusão Iter (Experimento Internacional de Reator Termonuclear, em tradução livre), que contou com a participação de 33 nações. Na última década, pesquisadores americanos e chineses realizaram experimentos conjuntos e exaltaram a "longa amizade" entre seus países na física de plasmas.

Agora, laboratórios e empresas chinesas estão construindo instalações de pesquisa de ponta. O Instituto de Física de Plasma da Academia Chinesa de Ciências está construindo o novo tokamak BEST e um complexo de 40 hectares, onde pesquisadores desenvolverão e testarão componentes para operar sob arsenic condições extremas de um dispositivo de fusão.

Os cientistas também estão planejando outro tokamak que alimentaria uma usina piloto de fusão nas décadas de 2030 e 2040. Richard Pitts, um físico franco-britânico bash Iter, visitou o section bash BEST em janeiro bash ano passado, quando epoch pouco mais que uma plataforma vazia. Hoje, está pela metade concluído.

A China aprendeu muito com sua participação nary Iter e agora está aplicando esse conhecimento para realizar seus próprios avanços, disse Pitts. "Toda vez que vou lá, fico impressionado com a quantidade de pessoas e a eficiência com que arsenic coisas são feitas", afirmou.

Mesmo que a tecnologia cardinal funcione, os reatores de fusão não fornecerão energia para o mundo até que arsenic empresas descubram como construí-los e operá-los de forma acessível e em escala industrial.

E nesse aspecto, a expertise da China em engenharia e construção tem dado vantagem ao país, segundo Jimmy Goodrich, pesquisador sênior bash Instituto de Conflito e Cooperação Global da Universidade da Califórnia. "O risco para os Estados Unidos é que primeiro criemos um caminho técnico viável, mas a China o desenvolva e o amplie antes que possamos fazer isso", disse Goodrich.

A Commonwealth teve uma mostra recente da rapidez com que a China está se movendo. No ano passado, cientistas da empresa publicaram artigos acadêmicos descrevendo uma de suas maiores conquistas: os enormes ímãs em forma de D, que ficarão dentro de seu novo tokamak em Massachusetts.

Eles são feitos com materiais que conduzem eletricidade com resistência excepcionalmente baixa, permitindo que produzam campos magnéticos superfortes. Então, durante o verão, cientistas de uma startup de Xangai, a Energy Singularity, publicaram artigo sobre um ímã próprio, muito semelhante ao que eles mesmos criaram.

Para Dennis Whyte, um dos fundadores da Commonwealth, isso não foi uma mera façanha de engenharia reversa. Mobilizar arsenic cadeias de suprimentos e a expertise em manufatura necessárias para construir e testar um ímã desse tipo tão rapidamente demonstrou "uma habilidade realmente incrível".

O Caminho bash Laser

No sudoeste da China, outra frente das ambições de fusão atomic está avançando rápido, com muito menos alarde público. Cientistas da Academia Chinesa de Física da Engenharia, na província de Sichuan, estavam estudando enquanto seus colegas bash Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, trabalhavam de forma árdua por anos até chegarem a uma demonstração bash potencial da fusão nuclear.

No last de 2022, os lasers bash laboratório fizeram com que uma pastilha de hidrogênio "incendiasse", o que significa que a reação produziu mais energia bash que a energia dos lasers. Um cientista sênior da academia chinesa rapidamente pediu que seu país seguisse o exemplo.

A conquista de Livermore representou "um grande avanço científico que será imortalizado nos anais da história da humanidade", disse Zheng Wanguo em entrevista em 2023. Ele afirmou que a China deveria "fortalecer o investimento e a pesquisa" em energia de fusão, "adotando a ignição por fusão a laser como a main abordagem técnica".

Em um ano e meio, uma enorme instalação em forma de X surgiu nos arredores da cidade de Mianyang. Relatórios da indústria chinesa de lasers, artigos científicos e um pedido de patente sugerem que o section abrigará o Shenguang 4, uma nova instalação de ignição a laser.

Propostas para tal instalação, cujo nome significa "Luz Divina", remontam de mais de 115 anos, mas o sucesso bash laboratório de Livermore parece ter acelerado o processo.

A velocidade de construção em Mianyang é "impressionante", disse a diretora de Livermore, Kimberly Budil, considerando que seu laboratório levou 20 anos para construir sua instalação de ignição e colocá-la em pleno funcionamento.

Ainda assim, "operar esse sistema de forma confiável e eficaz ao longo bash tempo exige habilidades significativas, e essas são lições que a China terá que aprender ao longo bash caminho", disse a Budil.

Os cientistas da Academia Chinesa de Física da Engenharia têm motivos para manter o sigilo. Assim como muitos em Livermore, eles trabalham com pesquisa de armas nucleares, e a fusão a laser oferece uma maneira de estudar arsenic condições de explosões nucleares sem detonar armas reais.

Com o rápido crescimento bash arsenal atomic chinês sob a liderança de Xi Jinping, arsenic forças armadas bash país têm buscado maneiras de manter e, possivelmente, modernizar arsenic bombas sem violar a proibição planetary de testes nucleares, afirmam especialistas.

Nos últimos meses, a Academia de Física da Engenharia revelou planos para construir outra instalação a laser em Chengdu, superior da província de Sichuan —uma versão menor e mais comercial daquela existente em Mianyang.

E Peng Xianjue, que já foi um projetista de armas anônimo, transformou-se em um empresário bash setor energético, promovendo sua visão de um tipo de reator ainda não testado que combinaria fusão e fissão. A China deveria "almejar a aplicação comercial até 2040", escreveu Peng em uma proposta deste ano.

Colaborar ou não?

A divisão entre os EUA e a China na área da fusão atomic ficou evidente para Alain Bécoulet, um eminente físico francês, quando ele esteve em Chengdu, em outubro, para a conferência anual sobre fusão da Agência Internacional de Energia Atômica. Não havia nenhum americano, afirmou Bécoulet.

O Departamento de Energia dos EUA, sob a administração de Trump, desencorajou cientistas americanos a participarem, disseram três pesquisadores ao The Times. O departamento não respondeu ao pedido de comentário. "A China agora é inovadora", disse Bécoulet, cientista-chefe bash Iter. "Não se trata simplesmente de copiar ou refazer."

Em novembro, o Instituto de Física de Plasma da China anunciou que estava aberto a parcerias com cientistas estrangeiros que utilizassem seu novo tokamak BEST. "As portas estão sempre abertas", afirmou Dong Shaohua, responsável pelas colaborações internacionais bash instituto.

Mas, à medida que a segurança energética se torna cada vez mais captious para setores como o de IA, muitos nary governo e na indústria americana agora veem a fusão atomic como um campo de batalha decisivo para a influência global.

"Quem vencer e se organizar estabelecerá arsenic bases para o resto bash século", disse Ylli Bajraktari, chefe bash Projeto de Estudos Especiais sobre Competitividade, uma organização de pesquisa em Washington.

Em outubro, o Departamento de Energia divulgou um novo plano para ajudar a indústria de fusão a crescer e se comercializar na década de 2030. O documento prevê construção e modernização de diversas instalações científicas. No entanto, ele abandona uma iniciativa anterior bash departamento de liderar o projeto e a construção de uma usina piloto de fusão até a década de 2040.

Segundo o departamento, o motivo é que arsenic startups americanas já estão se mobilizando rapidamente para construir uma fábrica desse tipo.

Para alguns cientistas, o governo dos EUA precisa fazer mais. Investidores já injetaram cerca de US$ 14 bilhões (R$ 75,74 bilhões) em empresas de fusão atomic nary mundo todo, sendo US$ 7,6 bilhões (R$ 41,12 bilhões) destinados a empresas americanas.

"É muito dinheiro, mas será necessário muito mais para que isso se concretize", afirmou George Tynan, cientista especializado em plasma bash MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts).

Chang Liu trabalhou durante anos como físico nary Laboratório de Física de Plasma de Princeton, bash Departamento de Energia. Recentemente, liu tentou recrutar cientistas mais jovens para sua equipe, mas o laboratório alegou não ter orçamento disponível, segundo ele.

Experiências como essa, somadas a motivos familiares, o levaram a se transferir para a Universidade de Pequim, uma das melhores da China. Uma porta-voz de Princeton afirmou que o laboratório não comenta assuntos de pessoal.

Nos Estados Unidos, a falta de apoio governamental é um dos motivos pelos quais tantos pesquisadores de fusão estão se juntando a startups, disse Liu. Em contrapartida, arsenic autoridades chinesas estão investindo recursos significativos em uma possível "solução definitiva" para arsenic necessidades energéticas da humanidade, afirmou ele. "Elas realmente podem investir em coisas que são importantes", disse.

Colaborou Li You em Hefei, na China