จากวันที่โดนตัดงบ สู่สตาร์ทอัพ Deep Tech ระดับหมื่นล้าน เบื้องหลัง ‘Fusion Energy’ ของ MIT ที่จะเปลี่ยนโลกพลังงานไปตลอดกาล

พลังงานฟิวชัน (Fusion Energy) เปรียบเสมือนจอกศักดิ์สิทธิ์ของวงการวิทยาศาสตร์มาเกือบศตวรรษ การจำลองปฏิกิริยาของดวงอาทิตย์มาไว้บนโลกเพื่อผลิตพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมดและปราศจากกากกัมมันตรังสี คือความฝันสูงสุดที่มนุษยชาติเฝ้ารอ แต่ความฝันนั้นดูเลือนลางและห่างไกลความเป็นจริงมาโดยตลอด เนื่องจากข้อจำกัดด้านเทคโนโลยีและงบประมาณที่สูงลิบลิ่ว จนกระทั่งเกิดจุดเปลี่ยนสำคัญที่ MIT ซึ่งเริ่มต้นจาก "วิกฤต" ที่เกือบทำให้โครงการต้องล่มสลาย

วิกฤตศรัทธาและทางแยกของ Dennis Whyte

Dennis Whyte เริ่มต้นเส้นทางนี้ที่ MIT ในอาคารอิฐสีแดงซึ่งเคยเป็นโรงงานผลิตคุกกี้ Oreo ของบริษัท National Biscuit Company มาก่อน ภายในห้องแล็บแห่งนี้มีเตาปฏิกรณ์รูปทรงโดนัทที่เรียกว่า ‘Tokamak’ ซึ่งอาศัยสนามแม่เหล็กในการกักเก็บพลาสมาที่มีความร้อนสูงถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส เพื่อไม่ให้สัมผัสกับผนังเตาจนปฏิกิริยาสิ้นสุดลง แม้เครื่องมือของ MIT จะเคยทำสถิติโลกด้านแรงดันพลาสมา แต่ปัญหาใหญ่คือแม่เหล็กทองแดงแบบเดิมนั้นร้อนเร็วเกินไปและใช้พลังงานมหาศาลจนไม่คุ้มค่าในทางเศรษฐกิจ

ในปี 2013 Dennis Whyte ต้องเผชิญกับทางแยกครั้งสำคัญในชีวิต เมื่อกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ประกาศตัดงบประมาณสนับสนุนโครงการ Alcator C-Mod หรือเตาปฏิกรณ์ฟิวชันที่ทีมวิจัยทุ่มเททำมานานหลายปี ในเวลานั้น วงการฟิวชันโลกกำลังมุ่งความสนใจไปที่โครงการขนาดยักษ์อย่าง ITER ในฝรั่งเศส ที่ใช้งบประมาณกว่า 4 หมื่นล้านดอลลาร์และกินเวลาก่อสร้างหลายทศวรรษ ทำให้ Dennis Whyte เกิดคำถามว่า ฟิวชันจำเป็นต้องใหญ่โตและแพงเสมอไปหรือไม่ หรือเขาควรจะล้มเลิกความตั้งใจนี้แล้วไปทำอย่างอื่นที่เห็นผลเร็วกว่า

จุดเปลี่ยนจาก 'เทปม้วนเล็ก' สู่พลังงานมหาศาล

ท่ามกลางความมืดมน Dennis Whyte กลับมองเห็นแสงสว่างจากวัสดุชนิดใหม่ที่เรียกว่า ReBCO (Rare-earth barium copper oxide) ซึ่งเป็นตัวนำอุณหภูมิสูงที่มีลักษณะเป็นแผ่นเทปบาง ๆ คล้ายเทปวิดีโอ VCR ต่างจากแม่เหล็กทองแดงแบบดั้งเดิมที่เทอะทะและกินไฟมหาศาล เทป ReBCO มีคุณสมบัติพิเศษที่สามารถสร้างสนามแม่เหล็กทรงพลังได้ในขนาดที่เล็กกว่ามาก และไม่ต้องแช่เย็นจนเกือบถึงจุดศูนย์สัมบูรณ์เหมือนเทคโนโลยีเก่า ซึ่งการค้นพบนี้คือกุญแจสำคัญที่ทำให้ Dennis Whyte เชื่อว่าเขาสามารถย่อส่วนเตาปฏิกรณ์ฟิวชันให้เล็กลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้

ด้วยความเชื่อมั่นในวัสดุใหม่นี้ Dennis Whyte จึงตัดสินใจท้าทายนักศึกษาปริญญาเอกในชั้นเรียนของเขา ให้ลองฉีกตำราเดิม ๆ แล้วออกแบบเตาปฏิกรณ์ฟิวชันขนาดเล็กที่ใช้เทป ReBCO เป็นแกนหลัก ผลลัพธ์ที่ได้คืองานออกแบบโมเดลที่ชื่อว่า "ARC" ซึ่งย่อมาจาก Affordable (ราคาจับต้องได้ แข่งขันกับโรงไฟฟ้าถ่านหินได้), Robust (ทนทาน ซ่อมบำรุงง่าย) และ Compact (ขนาดเล็กกว่า ITER ถึง 40 เท่า) ผลการคำนวณชี้ว่าเตาปฏิกรณ์ขนาดเล็กนี้ สามารถผลิตพลังงานออกมาได้มากกว่าที่ใส่เข้าไปถึง 13 เท่า ซึ่งหากทำได้จริง นี่จะไม่ใช่แค่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ แต่คือโมเดลธุรกิจที่สามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพลังงานของโลกได้

กำเนิด Commonwealth Fusion Systems และการระดมทุนระดับโลก

เมื่อมั่นใจว่าทฤษฎีบนกระดาษมีความเป็นไปได้ Dennis Whyte และทีมวิจัยจึงตัดสินใจก้าวออกจากกรอบของสถาบันการศึกษา ด้วยการ Spin-off ก่อตั้งสตาร์ทอัพในชื่อ Commonwealth Fusion Systems (CFS) ในปี 2018 เพื่อระดมทุนจากเอกชนแทนการรอคอยงบประมาณรัฐที่ล่าช้า ด้วยเป้าหมายที่ชัดเจนในการสร้างพลังงานสะอาดที่ใช้งานได้จริงเชิงพาณิชย์ภายในทศวรรษหน้า ทำให้ CFS กลายเป็นแม่เหล็กดึงดูดเม็ดเงินลงทุนจากมหาเศรษฐีระดับโลกอย่าง Bill Gates และ Jeff Bezos จนสามารถระดมทุนได้กว่า 2 พันล้านดอลลาร์ หรือราว 7 หมื่นล้านบาท เพื่อเปลี่ยนพิมพ์เขียวให้กลายเป็นความจริง

นาทีประวัติศาสตร์ที่เปลี่ยนโลก

ทฤษฎีและการระดมทุนเป็นเพียงจุดเริ่มต้น บทพิสูจน์ที่แท้จริงเกิดขึ้นในช่วงเช้าตรู่ของวันที่ 5 กันยายน 2021 ท่ามกลางสถานการณ์โควิด-19 ทีมงาน CFS ใช้เวลาหลายปีในห้องแล็บเพื่อสร้างแม่เหล็กต้นแบบจากเทป ReBCO ความยาวกว่า 270 กิโลเมตร และทำการทดสอบครั้งประวัติศาสตร์ วินาทีที่ทีมงานเร่งกระแสไฟเข้าสู่ขดลวดแม่เหล็กขนาดกะทัดรัด ผลลัพธ์ที่ได้สร้างความตกตะลึงไปทั่ววงการ เมื่อพวกเขาสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มข้นถึง 20 เทสลา ซึ่งทรงพลังกว่าเครื่อง MRI ทั่วไปอย่างมหาศาล

แต่สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดไม่ใช่แค่ความแรงของสนามแม่เหล็ก แต่คือ 'ประสิทธิภาพพลังงาน' ในขณะที่เทคโนโลยีเก่าต้องใช้พลังงานไฟฟ้าถึง 200 ล้านวัตต์เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กในระดับใกล้เคียงกัน แต่แม่เหล็ก ReBCO ของ CFS กลับใช้พลังงานเพียง 30 วัตต์ เท่านั้นในการคงสภาพสนามแม่เหล็กไว้ ตัวเลขนี้คือหลักฐานเชิงประจักษ์ว่า ฟิวชันไม่ใช่เรื่องเพ้อฝันอีกต่อไป Bob Mumgaard ซีอีโอของ CFS เปรียบเหตุการณ์นี้ว่าเป็น "Kitty Hawk Moment" หรือช่วงเวลาประวัติศาสตร์เทียบเท่ากับวันที่พี่น้องตระกูลไรท์นำเครื่องบินขึ้นสู่ท้องฟ้าได้สำเร็จเป็นครั้งแรก

ปัจจุบัน CFS กำลังเดินหน้าสร้าง SPARC (เตาปฏิกรณ์สาธิต) ซึ่งมีกำหนดแล้วเสร็จในปี 2025 และวางแผนจะสร้างโรงไฟฟ้า ARC เพื่อขายไฟฟ้าจริงในปี 2030

เรื่องราวของ Dennis Whyte และ Commonwealth Fusion Systems กำลังบอกเราว่า อนาคตของพลังงานสะอาดอาจไม่ได้เกิดจากสิ่งปลูกสร้างขนาดยักษ์ แต่เกิดจากการกล้าที่จะคิดต่าง และการนำ Deep Tech มาผสานกับความเร็วของโลกธุรกิจ เพื่อเปลี่ยนสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ ให้กลายเป็นทางรอดของมนุษยชาติในที่สุด

ที่มา: MIT Technology Review