Startup Zap Energy chuyển hướng chiến lược, bổ sung công nghệ phản ứng hạt nhân Fission

Startup Zap Energy chuyển hướng chiến lược, bổ sung công nghệ phản ứng hạt nhân Fission

Không ai nói rằng xây dựng một nhà máy điện năng lượng hợp nhất (fusion) là điều dễ dàng. Các nhà vật lý và kỹ sư đã nỗ lực hàng thập kỷ để giải quyết bài toán này. Tuy nhiên, trong khoảng một năm qua, startup Zap Energy đã xem xét kỹ lưỡng con đường hiện thực hóa nhà máy điện của mình và đi đến kết luận rằng việc xây dựng một nhà máy điện phản ứng phân hạch (fission) trước sẽ nhanh hơn.

"Phân hạch và hợp nhất là hai mặt của một đồng xu," Zabrina Johal, CEO mới của Zap, chia sẻ với TechCrunch. "Chúng có rất nhiều thách thức tương đồng nhau."

Zap là một trong những startup về fusion được cấp vốn tốt nhất, đã huy động được hơn 300 triệu USD, nên việc chuyển hướng một phần này mang tính gây sốc bất chấp những điểm tương đồng giữa hai công nghệ.

Áp lực từ nhu cầu năng lượng của AI

Quyết định này trở nên hợp lý hơn khi đặt vào bối cảnh nhu cầu năng lượng tăng vọt từ các trung tâm dữ liệu AI, dự kiến sẽ tăng gấp ba vào năm 2030. Các công ty công nghệ cần điện ngay lập tức, trong khi một trong những thách thức lớn nhất đối với mọi startup fusion là các nhà máy điện sẵn sàng kết nối lưới điện sẽ không thể hoàn thiện trong nhiều năm tới — có lẽ là một thập kỷ hoặc lâu hơn.

"Không có đủ điện và năng lượng trên thế giới để xây dựng tất cả các trung tâm dữ liệu cần thiết," Johal nói. "Điều đó có nghĩa là chúng ta cần đẩy nhanh tiến độ này, chúng ta cần có thứ gì đó thực sự hữu ích cho lưới điện ngay hôm nay."

Fission và Fusion: Hai mặt của một đồng xu

Phân hạch (Fission) khả thi về mặt thương mại theo cách mà hợp nhất (Fusion) chưa làm được. Fusion là quá trình kết hợp hai nguyên tử nhẹ như hydro để giải phóng năng lượng. Một thí nghiệm đã có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn phản ứng fusion cần để kích hoạt, nhưng nó vẫn chưa gần với mức độ mà một nhà máy điện cần tạo ra. Ngược lại, Fission chia nhỏ các nguyên tử nặng như urani để tạo ra điện, và con người đã làm điều này từ những năm 1950.

Mặc dù có hàng thập kỷ kinh nghiệm, việc xây dựng các lò phản ứng phân hạch hiệu quả về chi phí vẫn là một thách thức lớn. Các startup fission đang xây dựng các lò phản ứng mô-đun nhỏ (SMR) đang kỳ vọng vào sản xuất hàng loạt để giúp giảm chi phí, mặc dù lý thuyết này vẫn chưa được chứng minh. Lợi ích từ việc mở rộng quy mô sản xuất có thể mất khoảng một thập kỷ để hiện thực hóa.

Johal cho biết Zap kỳ vọng bắt đầu tạo doanh thu từ mảng kinh doanh fission mới trong vòng một năm tới. "Mô hình kinh doanh của chúng tôi không phụ thuộc vào việc tạo ra electron," bà nói. Doanh thu có thể đến từ các chương trình liên bang của Bộ Quốc phòng và Bộ Năng lượng, nhưng cũng có thể bao gồm các "thanh toán theo cột mốc" và công suất sản xuất được đặt trước từ các công ty cần lượng điện khổng lồ.

Mô hình kinh doanh mới và bài học từ ASML

Việc thanh toán theo cột mốc có thể là một mô hình thú vị mà Zap và các startup năng lượng khác có thể theo đuổi.

Về mặt khái niệm, điều này tương tự như cách ASML rút tiền từ Intel, TSMC và Samsung để phát triển công nghệ lithography cực tím (EUV). Các nhà sản xuất bán dẫn thực chất đã trả một mức phí cao cho cổ phiếu của ASML, tài trợ cho R&D trong công nghệ này và đặt trước công suất khi máy móc EUV bước vào sản xuất.

Tuy nhiên, có một sự khác biệt cơ bản giữa những gì Zap đang cố gắng thực hiện và những gì ASML đã đạt được. Khi ASML khởi động "Chương trình Đồng đầu tư Khách hàng vì Đổi mới", rõ ràng công ty Hà Lan là lựa chọn duy nhất lúc bấy giờ — tất cả những người khác đã từ bỏ EUV. Trong thế giới năng lượng, các công ty công nghệ có nhiều công nghệ và nhà cung cấp khác nhau để lựa chọn. Họ sẽ muốn thấy điều gì đó thực sự đặc biệt trong đề xuất fission của Zap trước khi xuống tiền.

Về mặt này, những người mua tiềm năng đã có thể bắt đầu đánh giá kế hoạch của Zap. Lò phản ứng fission của startup này sẽ dựa trên thiết kế 4S, một thiết kế làm mát bằng muối nóng chảy được phát triển chung bởi Toshiba và Viện nghiên cứu công nghiệp năng lượng Nhật Bản. Cuối cùng, nó chưa bao giờ được xây dựng, nhưng Johal cho biết thiết kế này đi kèm với "không có rắc rối về sở hữu trí tuệ".

Johal kỳ vọng sẽ có đủ nhu cầu vào những năm 2030 để Zap tìm thấy nhiều khách hàng, bất chấp việc đi sau các startup fission khác. "Sẽ không đủ lò phản ứng trong ngắn hạn," bà nói.

Thách thức phía trước

Để cược fission của Zap thành công, một trong hai điều cần phải xảy ra: công ty phải mang lại doanh thu hoặc thu hút đầu tư mới.

Cho những bình luận của Johal về tài trợ của chính phủ và các khoản thanh toán theo cột mốc từ những người sử dụng năng lượng lớn, doanh thu là hướng đi rõ ràng. Chi phí phát triển một khái niệm lò phản ứng là cực kỳ cao. Chi phí phát triển khái niệm thứ hai có thể không gấp đôi, nhưng chắc chắn không miễn phí. Tiền mặt càng nhiều càng tốt.

Zap không phải là công ty fusion duy nhất theo đuổi các hoạt động kinh doanh phụ để mang lại doanh thu. Commonwealth Fusion Systems và Tokamak Energy đang bán nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao cho các công ty và thí nghiệm fusion khác, trong khi những công ty khác như TAE và Shine Technologies lại hoạt động trong y học hạt nhân.

Một số cơ hội doanh thu này phù hợp hơn với việc xây dựng nhà máy điện fusion hơn những cái khác. Zap lập luận rằng kế hoạch fission của họ sẽ giúp công ty tiến nhanh hơn trên mọi mặt trận ngoại trừ chính lò phản ứng fusion, bao gồm các việc như kiểm tra vật liệu và hệ thống điện năng. Công ty cũng lập luận rằng họ có thể tích lũy kinh nghiệm trong các lĩnh vực quản lý, mặc dù Johal nói rằng điều này liên quan nhiều hơn đến việc xây dựng mối quan hệ với các cơ quan quản lý hơn là điều hướng các quy tắc cụ thể.

Các lập luận của Zap rằng việc bổ sung fission sẽ giúp công ty đạt được năng lượng fusion thương mại sớm hơn là thuyết phục, nhưng thời gian có thể chứng minh tôi sai. Dù vậy, rất khó để dung hòa những tham vọng đó với những thách thức — và chi phí — của việc xây dựng một lò phản ứng thứ hai dựa trên một công nghệ hoàn toàn khác. Có đủ những điểm tương đồng để ngăn chặn việc này trở thành một bước ngoặt 180 độ, nhưng nó đủ xa so với con đường trước đây của Zap để công ty cần bước đi thận trọng, đảm bảo rằng nó không biến thành một cuộc đi đường vòng vĩnh viễn.