جلب الشمس إلى الأرض بالاندماج النووي: لماذا تريد ألمانيا بناء أول محطة طاقة اندماجية في العالم - صورة: Xpert.Digital
الشركات الألمانية الناشئة في حمى الاندماج: بعد الاختراق الأمريكي، بدأ السباق نحو طاقة المستقبل - ولهذا السبب تتمتع ألمانيا الآن بأفضل فرصة لإنشاء محطة طاقة اندماجية
ما هو الاندماج النووي ولماذا هو مهم جدًا؟
يُعد الاندماج النووي من أكثر الطرق الواعدة لحل مشكلة الطاقة العالمية. في هذه العملية، تندمج نوى الذرات الخفيفة معًا، مُطلقةً كميات هائلة من الطاقة، تمامًا كما يحدث في الشمس. وعلى عكس الانشطار النووي التقليدي، المستخدم في محطات الطاقة النووية، لا يُنتج الاندماج نفايات مشعة طويلة الأمد، ولا يُمكن أن يخرج عن نطاق السيطرة.
تحقق الإنجاز الحاسم عام ٢٠٢٢ في مختبر لورانس ليفرمور بكاليفورنيا، عندما أُنتجت لأول مرة طاقة من خلال الاندماج النووي تفوق الطاقة المستهلكة. حوّل هذا الإنجاز العلمي حلم الطاقة اللانهائية من مجرد احتمال نظري إلى واقع ملموس. ومنذ ذلك الحين، انطلق سباق عالمي مكثف لبناء أول مفاعل اندماج نووي فعال.
لماذا تعد ألمانيا المرشح الأبرز لإنشاء أول محطة للطاقة النووية الاندماجية؟
تتمتع ألمانيا بمؤهلات ممتازة لتولي دور قيادي في مجال الاندماج النووي. فالقاعدة الصناعية جاهزة بالفعل، بالإضافة إلى متخصصين مؤهلين تأهيلاً عالياً وبيئة بحثية واعدة. ومن المثير للاهتمام أن الإنجاز الأمريكي في ليفرمور تحقق بتكنولوجيا ألمانية، حيث جاء الزجاج الخاص بنظام الليزر من شركة شوت، ومقرها ماينز، وشاركت فيه أيضاً شركة الهندسة الميكانيكية ترامبف.
أدركت الحكومة الألمانية الإمكانات المتاحة واعتمدت خطة عمل الاندماج النووي في أكتوبر/تشرين الأول 2025. وتدعو هذه الخطة إلى استثمار أكثر من ملياري يورو في أبحاث الاندماج النووي بحلول عام 2029. والهدف المعلن طموح: إذ ستستضيف ألمانيا أول محطة طاقة اندماج نووي تجارية في العالم.
ما هي الشركات الألمانية الرائدة في مجال أبحاث الاندماج؟
ثلاث شركات ناشئة ألمانية رسخت مكانتها كرواد في مجال الاندماج النووي، وتعمل على تحقيق حلم الطاقة النظيفة بأساليب تكنولوجية مختلفة. تركز شركة مارفل فيوجن، ومقرها ميونيخ، على الاندماج بالليزر، وقد جمعت بالفعل 385 مليون يورو. ومع ذلك، تخطط الشركة لنقل جزء من تطويرها إلى الولايات المتحدة، مما يثير تساؤلات حول مستقبل الخبرة الألمانية.
بروكسيما فيوجن، ومقرها ميونيخ أيضًا، شركةٌ منبثقة عن معهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما، وتُركز على تقنية الستيلاريتور. وقد حصلت الشركة على تمويلٍ قياسي بلغ 130 مليون يورو في عام 2025، وهو أكبر استثمارٍ خاصٍّ في مجال الاندماج النووي الأوروبي. تعمل شركة فوكسد إنرجي، ومقرها دارمشتات، على الاندماج بالقصور الذاتي باستخدام تقنية الليزر، وقد جمعت 200 مليون دولار. واستثمرت شركة آر دبليو إي 10 ملايين يورو كشريكٍ استراتيجي.
كيف تعمل عملية الاندماج النووي من الناحية الفنية؟
يُعدّ التطبيق العملي للاندماج النووي أحد أكبر التحديات التقنية في عصرنا. يُستخدم نظيرا الهيدروجين، الديوتيريوم والتريتيوم، كوقود. يتوفر الديوتيريوم بكثرة في مياه البحر، بينما يُعدّ التريتيوم نادرًا جدًا، ويجب إنتاجه أساسًا في مفاعلات الاندماج نفسها عن طريق تشعيع الليثيوم بالنيوترونات.
لتفعيل الاندماج، يجب الوصول إلى درجات حرارة تقارب 150 مليون درجة مئوية. في ظل هذه الظروف القاسية، تندمج نوى الذرات لتكوين الهيليوم، مطلقةً 17.6 ميغا إلكترون فولت لكل تفاعل. تعادل الطاقة الموجودة في كيلوغرام واحد من خليط الديوتيريوم والتريتيوم طاقة 55,000 برميل من الديزل أو 18,630 طنًا من الليجنيت.
ما هي أكبر التحديات التقنية؟
يواجه تطوير محطة طاقة اندماجية وظيفية عدة تحديات جوهرية. يُعد إنتاج التريتيوم من أكثرها تحديًا، إذ نادرًا ما يوجد في الطبيعة، ويجب إنتاجه داخل محطة الطاقة نفسها. يعمل العلماء على استخلاص التريتيوم من الليثيوم باستخدام القصف النيوتروني، لكن هذه التقنية لم تنضج بعد.
هناك مشكلة أخرى تتمثل في المغناطيسات القوية للغاية اللازمة لاحتواء البلازما الساخنة. هذه المغناطيسات فائقة التوصيل عالية الحرارة معقدة تقنيًا للغاية، ويجب أن تعمل بكفاءة للتحكم في البلازما. علاوة على ذلك، يجب تطوير مواد قادرة على تحمل الإشعاع النيوتروني المكثف دون أن تفقد بنيتها.
ما هو التقدم الذي أحرزته أبحاث الاندماج الألمانية؟
حققت أبحاث الاندماج النووي الألمانية نجاحات ملحوظة في السنوات الأخيرة. سجّلت منشأة ويندلشتاين 7-X في غرايفسفالد، أكبر منشأة ستيلاريتور في العالم، رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا لما يُسمى بالناتج الثلاثي في عام 2025. ويُعدّ هذا الناتج، الذي يشمل كثافة الجسيمات ودرجة الحرارة وزمن احتجاز الطاقة، المعيار الأساسي للتقدم في فيزياء الاندماج.
تم تحقيق رقم قياسي جديد تجاوز 43 ثانية، متجاوزًا بذلك الأرقام القياسية السابقة لأنظمة التوكاماك. وقُدِّم أكثر من 700 مقترح مشروع للعمل في المنشأة، حظي حوالي 200 منها بأولوية قصوى. وتؤكد هذه النجاحات مكانة ألمانيا كدولة رائدة في مجال أبحاث الاندماج النووي.
ما هي التدابير السياسية التي تخطط لها الحكومة الفيدرالية؟
تشمل خطة عمل الاندماج، المُعتمدة في أكتوبر 2025، ثمانية مجالات عمل محددة. وسيتم تعزيز تمويل الأبحاث، بزيادة التمويل إلى 1.7 مليار يورو في إطار "الاندماج 2040". كما سيتم إنشاء منظومة اندماجية تجمع بين العلوم والصناعة لتعزيز نقل المعرفة وإنشاء سلاسل القيمة.
من النقاط الرئيسية الإصلاح التنظيمي المخطط له. ففي الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، يخضع الاندماج النووي بالفعل لتنظيم مختلف عن الانشطار النووي، مما يوفر أمانًا تخطيطيًا أكبر للاستثمارات الخاصة. ولا تزال ألمانيا متأخرة في هذا الصدد، ولذلك تطالب شركات الاندماج النووي بتعديل مماثل للأنظمة.
ماذا تطلب الشركات الألمانية المندمجة من السياسيين؟
قدمت الشركات الألمانية الثلاث الرائدة في مجال الاندماج مطالب واضحة لصانعي السياسات في ورقة موقف مشتركة. وطالبت هذه الشركات بتمويل حكومي بقيمة ثلاثة مليارات يورو لسد فجوة التمويل في قطاع التكنولوجيا العميقة. قد يبدو هذا المبلغ مرتفعًا، لكنه سيتدفق مباشرةً إلى الصناعة الألمانية، حيث سيتعين تصنيع أجهزة الليزر والمغناطيس باهظة الثمن هنا.
من أبرز نقاط الانتقادات نهج ألمانيا تجاه التقنيات الجديدة. وكما أشار أحد ممثلي القطاع، عادةً ما تضع ألمانيا اللوائح التنظيمية قبل بدء أي تطوير. هذا التسرع التنظيمي يجعل الابتكار مكلفًا وبطيئًا بلا داعٍ. وتدعو الشركات إلى نهج أقل بيروقراطية، وهو نهج طُبّق بنجاح على تقنيات أخرى.
خبرتنا في الاتحاد الأوروبي وألمانيا في تطوير الأعمال والمبيعات والتسويق
خبرتنا في الاتحاد الأوروبي وألمانيا في تطوير الأعمال والمبيعات والتسويق - الصورة: Xpert.Digital
التركيز على الصناعة: B2B، والرقمنة (من الذكاء الاصطناعي إلى الواقع المعزز)، والهندسة الميكانيكية، والخدمات اللوجستية، والطاقات المتجددة والصناعة
المزيد عنها هنا:
مركز موضوعي يضم رؤى وخبرات:
- منصة المعرفة حول الاقتصاد العالمي والإقليمي والابتكار والاتجاهات الخاصة بالصناعة
- مجموعة من التحليلات والاندفاعات والمعلومات الأساسية من مجالات تركيزنا
- مكان للخبرة والمعلومات حول التطورات الحالية في مجال الأعمال والتكنولوجيا
- مركز موضوعي للشركات التي ترغب في التعرف على الأسواق والرقمنة وابتكارات الصناعة
هل ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين نقطة انطلاق؟ متى ستنتج محطات الطاقة الاندماجية الكهرباء فعليًا؟
متى ستدخل أولى محطات الطاقة النووية الاندماجية حيز التشغيل؟
تختلف الجداول الزمنية لأولى محطات الطاقة الاندماجية العاملة باختلاف التقنية والشركة. تخطط الشركات الألمانية الناشئة لتشغيل أولى مفاعلاتها في أوائل ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين. مع ذلك، لن تكون هذه المحطات المبكرة مجدية تجاريًا بعد، ولكنها ستكون بمثابة عروض توضيحية لهذه التقنية.
يتوقع الخبراء أن تكون محطات الطاقة الاندماجية التجارية والاقتصادية جاهزة بحلول نهاية ثلاثينيات أو بداية أربعينيات القرن الحادي والعشرين. أما مشروع ITER الدولي في فرنسا، والذي كان من المقرر في الأصل أن يكون مشروعًا رائدًا، فيواجه تأخيرات كبيرة، ولن يبدأ تشغيله باستخدام وقود الديوتيريوم-التريتيوم ذي الصلة حتى عام ٢٠٣٩.
هل الاندماج النووي آمن حقًا وصديق للبيئة؟
يوفر الاندماج النووي مزايا أمان حاسمة مقارنةً بالانشطار النووي التقليدي. فالتفاعل المتسلسل غير المنضبط مستحيل فيزيائيًا نظرًا لوجود بضعة غرامات فقط من الوقود في المفاعل. في حال انقطاع التيار الكهربائي، يتوقف التفاعل تلقائيًا. كما أن عمر النصف للوقود المشع أقصر بكثير من عمر نواتج الانشطار في محطات الطاقة النووية التقليدية.
ومع ذلك، يُنتج الاندماج النووي أيضًا نفايات مشعة، تُعزى أساسًا إلى تنشيط جدران المفاعل بإشعاع النيوترونات. يجب تخزين هذه المواد بأمان لمئات السنين، لكنها أقل إشكالية من النفايات النووية شديدة الإشعاع. ويعمل العلماء على مواد خاصة منخفضة قابلية التنشيط، يمكن إعادة تدويرها بعد 50 إلى 100 عام.
ما هي التحديات الاقتصادية الموجودة؟
لم تُثبت الجدوى الاقتصادية لمحطات الطاقة الاندماجية بشكل قاطع حتى الآن. ويفترض الخبراء أن تكاليفها في البداية ستكون مماثلة لتكاليف محطات الطاقة النووية التقليدية، بل وأكثر. ونظرًا لارتفاع تكاليف الاستثمار، يجب تشغيل محطة الطاقة الاندماجية بشكل مستمر لتحقيق الربح.
من المشاكل المحتملة أن محطات الطاقة الاندماجية مصممة لتكون محطات طاقة ذات حمل أساسي، بينما يتطلب نظام الطاقة المستقبلي محطات أكثر مرونة وقابلية للتحكم. في نظام تهيمن عليه الطاقات المتجددة، يجب أن تكون محطات الطاقة قابلة للتشغيل والإيقاف بسرعة. محطات الاندماج الكبيرة والمعقدة ليست مثالية لهذا الغرض.
كيف يتناسب الاندماج النووي مع نظام الطاقة المستقبلي؟
يُعد دور الاندماج النووي في نظام الطاقة المستقبلي محل جدل. فبينما يُجادل المؤيدون بأهمية محطات الطاقة الاندماجية كمصدر أساسي موثوق للطاقة، يرى المنتقدون أنها غير مرنة للغاية بالنسبة لنظام يعتمد على نسبة عالية من الطاقة المتجددة. ومع ذلك، يُمكن استخدام محطات الطاقة الاندماجية في العمليات الصناعية كثيفة الاستهلاك للطاقة، وفي إنتاج الهيدروجين الأخضر.
من الجوانب المهمة أن الاندماج النووي لا يهدف إلى استبدال الطاقات المتجددة، بل إلى تكاملها. سيزداد الطلب على الطاقة بشكل ملحوظ في العقود القادمة، لا سيما بفضل مراكز البيانات والرقمنة. في هذه السوق المتنامية، يمكن لمصادر الطاقة النظيفة المختلفة أن تتعايش معًا دون أن تحل محل بعضها البعض.
ما هو الدور الذي تلعبه المنافسة الدولية؟
تخوض ألمانيا منافسة دولية شرسة على ريادة مجال الاندماج النووي. فبالإضافة إلى الولايات المتحدة، التي حققت إنجازًا هامًا باكتشاف ليفرمور، تعمل الصين واليابان ودول أخرى جاهدةً على تطوير هذه التقنية. ويُظهر مشروع ITER المُؤجل أن حتى التعاون الدولي الراسخ يواجه تحديات.
تؤكد الشركات الألمانية أن منافسها الرئيسي هو الوقت، وليس الشركات الأخرى. فإذا نجحت شركة واحدة في إيصال التكنولوجيا إلى مرحلة النضج في السوق، فإنها تُسهم في دعم الصناعة بأكملها. ومع ذلك، من الواضح أن على ألمانيا التحرك بسرعة لتجنب إهدار ريادتها التكنولوجية ومنع تسويق خبراتها في دول أخرى.
ما هي إمكانات خلق فرص العمل في صناعة الاندماج؟
يمكن أن يصبح الاندماج النووي عاملاً اقتصادياً هاماً في ألمانيا. سيعود هذا الاستثمار، الذي تبلغ قيمته مليارات اليوروهات، بالنفع بشكل رئيسي على الصناعة الألمانية، حيث سيتعين إنتاج أجهزة الليزر والمغناطيس ومكونات أخرى داخل ألمانيا. وعلى عكس تقنيات الطاقة الأخرى، حيث غالباً ما تنتقل القدرة التصنيعية إلى الخارج، سيوفر هذا فرصةً لإنشاء سلسلة قيمة متكاملة في ألمانيا.
لن يقتصر دور صناعة الاندماج النووي على توفير فرص عمل مباشرة فحسب، بل سيوفر أيضًا فرص عمل للموردين ومقدمي الخدمات. ويمكن لمناطق مثل موقع محطة الطاقة السابق في بيبليس الاستفادة من إعادة توظيفه كمرافق اندماج نووي، مما يعوض الوظائف المفقودة بوظائف جديدة واعدة. وتهدف مراكز الكفاءة والتميز التي تخطط لها الحكومة الفيدرالية إلى توفير زخم إضافي للابتكار.
ما هي المخاطر والتحديات المتبقية؟
على الرغم من كل التقدم المحرز، لا تزال هناك مخاطر كبيرة في تطوير الاندماج النووي. فالتكنولوجيا لم تنضج بعد، ولا تزال العديد من المشاكل الحرجة دون حل. ولا يزال تطوير المواد المقاومة للنيوترونات في مراحله الأولى، ولم يثبت إنتاج التريتيوم على نطاق صناعي بعد.
يكمن خطر آخر في التمويل. فالاستثمار المطلوب ضخم، وغالبًا ما يتجنب مستثمرو القطاع الخاص المخاطر التقنية العالية. وبدون دعم حكومي ضخم، لن يكون التطوير ممكنًا. وفي الوقت نفسه، هناك خطر أن تصبح هذه التقنية غير مجدية اقتصاديًا أو أن تتفوق عليها مصادر طاقة أخرى.
ماذا يعني كل هذا بالنسبة لمستقبل الطاقة في ألمانيا؟
يُمثل الاندماج النووي فرصةً استراتيجيةً لألمانيا لتقليل اعتمادها العالمي على الموارد الطبيعية في مجال الطاقة، وتولي دورٍ رياديٍّ في مجال التكنولوجيا. وتُظهر خطة عمل الحكومة الاتحادية أن صانعي السياسات أدركوا الإمكانات المتاحة، وهم على استعدادٍ لاستثمار موارد كبيرة.
مع ذلك، لن يكون الاندماج النووي متاحًا في الوقت المناسب للتحول الحالي في مجال الطاقة. ولن تتمكن محطات الطاقة الاندماجية من لعب دورٍ مؤثر بحلول عام ٢٠٤٥، وهو الموعد المستهدف لتحقيق الحياد المناخي في ألمانيا. وتُعدّ هذه التقنية استثمارًا أساسيًا في إمدادات الطاقة للنصف الثاني من القرن الحالي.
الفرص والتحديات في التوازن
لدى ألمانيا فرصة واقعية للاضطلاع بدور ريادي في السباق العالمي نحو أول اندماج نووي تجاري. فالقاعدة الصناعية القائمة، والتميز البحثي، والالتزام السياسي، كلها عوامل تُهيئ ظروفًا مواتية. وتعمل الشركات الألمانية على مناهج واعدة متنوعة، وقد اجتذبت بالفعل استثمارات خاصة كبيرة.
في الوقت نفسه، لا ينبغي الاستهانة بالتحديات. فالمشاكل التقنية معقدة، وفجوات التمويل كبيرة، والمنافسة الدولية شرسة. وهناك خطر من أن تُطوّر ألمانيا مرة أخرى تقنيةً تُسوّق تجاريًا في أماكن أخرى. وبدون إجراءات سياسية حاسمة ولوائح تنظيمية مُبسّطة، قد تفقد ألمانيا ريادتها بسرعة.
ستكون السنوات القليلة القادمة حاسمة. إذا سلكت ألمانيا المسار الصحيح، فقد تكون بالفعل أول دولة تُسخّر طاقة النجوم لتوفير الطاقة للأرض. لن يكون هذا مجرد انتصار علمي، بل سيُشكّل أيضًا لبنة أساسية في أمن الطاقة وحماية المناخ على المدى الطويل.
شريكك العالمي في التسويق وتطوير الأعمال
☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية
☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!
Konrad Wolfenstein
سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.
يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital
إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.
☑️ دعم الشركات الصغيرة والمتوسطة في الإستراتيجية والاستشارات والتخطيط والتنفيذ
☑️ إنشاء أو إعادة تنظيم الإستراتيجية الرقمية والرقمنة
☑️ توسيع عمليات البيع الدولية وتحسينها
☑️ منصات التداول العالمية والرقمية B2B
☑️ رائدة تطوير الأعمال / التسويق / العلاقات العامة / المعارض التجارية
🎯🎯🎯 استفد من خبرة Xpert.Digital الواسعة والخماسية في حزمة خدمات شاملة | البحث والتطوير، XR، العلاقات العامة والتسويق عبر محرك البحث
آلة العرض ثلاثية الأبعاد AI وXR: خبرة خمسة أضعاف من Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة، R&D XR، PR وSEM - الصورة: Xpert.Digital
تتمتع Xpert.Digital بمعرفة متعمقة بمختلف الصناعات. يتيح لنا ذلك تطوير استراتيجيات مصممة خصيصًا لتناسب متطلبات وتحديات قطاع السوق المحدد لديك. ومن خلال التحليل المستمر لاتجاهات السوق ومتابعة تطورات الصناعة، يمكننا التصرف ببصيرة وتقديم حلول مبتكرة. ومن خلال الجمع بين الخبرة والمعرفة، فإننا نولد قيمة مضافة ونمنح عملائنا ميزة تنافسية حاسمة.
المزيد عنها هنا:
