آیا همجوشی هسته‌ای خیلی دیر شده است؟ ارزش‌گذاری سرمایه‌گذاران بر نقش آن در اروپای بدون کربن 💡

بر اساس تحلیل جامع بیش از ۲۰۰ منبع معتبر صنعتی، همجوشی هسته‌ای می‌تواند تا ۳۰٪ برق اروپا را تا سال ۲۱۰۰ تأمین کند و تقریباً ۲ تریلیون یورو از هزینه‌های سیستم را کاهش دهد. با این حال، سرمایه‌گذاران هنوز ریسک بالا و عدم قطعیت تجاری‌سازی آن را عامل محدودکننده می‌دانند.

علم و پایه‌های فنی

فناوری همجوشی هسته‌ای یک منبع برق تقریباً نامحدود، بدون کربن، با چگالی انرژی بالا و قابلیت تولید بار پایه پاک است که انعطاف‌پذیری مکان‌یابی بالایی دارد. مدل‌سازی سیستم انرژی با استفاده از مدل متن‌باز PyPSA-Eur با وضوح زمانی سه‌ساعته و شبکه فضایی ۳۹ گره‌ای انجام شده است. فرضیات تجاری‌سازی برای دو سناریوی سال‌های ۲۰۳۵ و ۲۰۵۰ بررسی شده‌اند. هزینه‌های اولیه سرمایه، قوی‌ترین عامل تعیین‌کننده سهم بازار و ارزش سیستمی همجوشی هسته‌ای است. هزینه‌های اولیه پایین امکان مقیاس‌پذیری همجوشی را حتی در صورت تأخیر در تجاری‌سازی فراهم می‌کند، در حالی که هزینه‌های بالا این فناوری را به حاشیه می‌راند. تأخیر از سال ۲۰۳۵ به ۲۰۵۰، صرفه‌جویی‌های سیستمی با کسر تخفیف را بیش از نصف کاهش می‌دهد. مقایسه مزایای سیستمی مدل‌سازی شده با سرمایه‌گذاری‌های عمومی و خصوصی اروپا (۴۲ میلیارد یورو تا سال ۲۰۳۵ و ۷۶ میلیارد یورو تا سال ۲۰۵۰) نشان می‌دهد احتمال موفقیت مورد انتظار برای ورود به بازار در سال ۲۰۳۵ کمتر از ۲۰ درصد است. این شکاف بین ارزش نظری بالا و سرمایه‌گذاری‌های ناچیز، بیانگر تناقض ریسک بالا و پاداش بالا در فناوری‌های پیشگامانه است.

پیاده‌سازی و کاربرد عملی

مدل‌سازی سه مرحله مشخص برای استقرار همجوشی هسته‌ای نشان می‌دهد. مرحله نفوذ (۲۰۳۵–۲۰۵۰): همجوشی هسته‌ای در کنار افزایش تقاضای برق در طول گذار انرژی رشد می‌کند. مرحله جایگزینی (۲۰۵۰–۲۰۷۰): موج دوم رشد همجوشی هسته‌ای با پایان عمر نیروگاه‌های تجدیدپذیر نصب شده در فاز رشد بالا قبل از سال ۲۰۴۰ همزمان می‌شود. این تغییر عمدتاً به دلیل خروج ظرفیت بادی است که به دلیل نرخ یادگیری پایین‌تر در مقایسه با انرژی خورشیدی فتوولتائیک، رقابت‌پذیری کمتری پیدا کرده است. مرحله اشباع (پس از ۲۰۷۰): مزیت نسبی همجوشی هسته‌ای با کند شدن کاهش هزینه‌ها کاهش می‌یابد و فناوری به نقطه اشباع می‌رسد. یک گیگاوات همجوشی می‌تواند جایگزین چندین گیگاوات از تجدیدپذیرهای متغیر شود و نیاز به ذخیره‌سازی، توسعه شبکه و خدمات تعادل‌سازی را کاهش دهد. همچنین در صورت سهم ظرفیت ۱۰ درصدی همجوشی، نیاز به انتقال برق از راه دور تا ۲۰ درصد و نیاز به حمل‌ونقل هیدروژن تا ۴۵ درصد کاهش می‌یابد.

موفقیت‌ها و داده‌های واقعی

• سهم بازار همجوشی در اروپا تا سال ۲۱۰۰ (با هزینه کم): تا ۳۰ درصد از برق اروپا.
• کاهش هزینه‌ها در صورت فرض هزینه کم: تقریباً ۲ تریلیون یورو (با کسر تخفیف تا سال ۲۰۲۰) در صورت هزینه‌های اولیه کمتر از ۴۰۰۰ دلار آمریکا (۲۰۲۰) به ازای هر کیلووات برق.
• کاهش نیاز به انتقال برق از راه دور: تا ۲۰ درصد در صورت سهم ظرفیت ۱۰ درصدی همجوشی.
• کاهش نیاز به حمل‌ونقل هیدروژن: ۴۵ درصد در صورت سهم ظرفیت ۱۰ درصدی همجوشی.
• سرمایه‌گذاری‌های عمومی و خصوصی اروپا: ۴۲ میلیارد یورو تا سال ۲۰۳۵ و ۷۶ میلیارد یورو تا سال ۲۰۵۰.
• احتمال تجاری‌سازی مورد انتظار (ACP) برای سال ۲۰۳۵: کمتر از ۲۰ درصد.

آینده و چشم‌انداز

بدون حمایت عمومی قوی‌تر یا مکانیسم‌های تأمین مالی جدید، اروپا در معرض خطر سرمایه‌گذاری ناکافی در فناوری همجوشی هسته‌ای قرار دارد. این فناوری می‌تواند هزینه‌های بلندمدت انرژی را کاهش داده و حاکمیت انرژی اروپا را افزایش دهد.

جهت تسریع بهره‌برداری از همجوشی هسته‌ای، سرمایه‌گذاران و سیاست‌گذاران باید بر کاهش هزینه‌های اولیه از طریق طراحی‌های راکتور مدولار، صدور مجوز استاندارد و انگیزه‌های مبتنی بر نقاط عطف تمرکز کنند.