إيلون ماسك: الطاقة الشمسية مقابل الاندماج — من سيفوز ولماذا؟

عندما يتعلق الأمر بالمناقشات حول مصادر الطاقة، فإن الانحياز الحزبي أصبح اليوم جزءًا لا يتجزأ من الموضوع. قد يفضل المحافظون الوقود الأحفوري، بينما يفضل الليبراليون الألواح الشمسية والسيارات الكهربائية، ويسعى التقنويون إلى نهضة نووية (الانشطار النووي).

في الوقت نفسه، يستخدم العلماء ميزانيات متعددة المليارات من الدولارات لمحاولة فك شفرة الاندماج النووي، الذي يمكن، نظريًا، أن يكون المصدر النهائي للطاقة النظيف وغير المحدود. لكن ليس الجميع يوافق على أن هذا من المحتمل أن ينجح في أي وقت قريب.

في البداية، يبدو أن المشككين محقون بسبب السجل المروع للتنبؤات حول أن يصبح الاندماج النووي مفيدًا وقابلًا للتسويق—فالنقطة الزمنية دائمًا ما تبدو على بعد 20-30 سنة، وهذا ما استمر طوال الـ80 سنة الماضية.

مؤخرًا، وضع القائد التقني، الملياردير، والشخصية المثيرة للجدل إيلون ماسك وزنه في النقاش. فقد قال أساسًا إن مشاريع أبحاث الاندماج النووي لا جدوى منها، لأن أفضل وأفيد مفاعل نووي موجود بالفعل: الشمس.

المصدر: Elon Musk / X

وبالفعل، من المرجح أن يظل ناتج طاقة الشمسية يتفوق بشكل دائم على البشرية.

في حين أن حجم المشتري يساوي تقريبًا 1,300 مرة حجم الأرض، لا تزال الشمس تفوقه بكثير. فهي تحتوي على 99.86٪ من كل الكتلة في نظامنا الشمسي وتستمر في حرق 600 مليون طن من الهيدروجين كل ثانية.

لذا، وفقًا لماسك، يجب على البشرية أن تركز أكثر على الطاقة الشمسية وتنسى الاندماج النووي.

لكن هل هو على حق؟

الميزة الكبيرة للطاقة الشمسية: التكلفة والسرعة

في مقال سابق بعنوان “العصر الشمسي – مستقبل مشرق للبشرية”، ناقشنا كيف أن الطاقة الشمسية تتقدم بسرعة لتصبح المصدر الرئيسي للطاقة في حضارتنا.

وبشكل كبير، كان ذلك نتيجة لعقود من التقدم التي شهدت انخفاض سعر الألواح الشمسية بمقدار 30 مرة.

المصدر: IEA

وبالتوازي، زادت السيارات الكهربائية ومجمعات البطاريات الكبيرة بما يكفي لتغذية شبكة الكهرباء من فائدة الكهرباء مقارنة بالوقود الأحفوري.

مع ذلك، تعاني الطاقة الشمسية من بعض القيود:

• الإنتاج أقل بكثير في الشتاء، خاصة في خطوط العرض الشمالية.
• معدل انخفاض الأسعار بدأ يتباطأ.
• الإنتاج متقطع وصعب التنبؤ به، مما يؤدي إلى سيناريوهات غير مثالية:
  • إما أن تظل الطاقة الشمسية جزءًا صغيرًا من مزيج الطاقة الكلي، وتساهم بجدية فقط في الأيام المشمسة.
  • أو تصبح الطاقة الشمسية جزءًا أكبر من مزيج الطاقة، ولكن مع سعة فائضة هائلة لأيام عدم وجود الشمس.
  • أو يجب بناء مجمعات بطارية ضخمة، أو منشآت هيدروجين، أو أنظمة تخزين طاقة أخرى—بتكلفة تريليونات—لتكملة الطاقة الشمسية خلال الأيام الغائمة، والمساءات، والشتاءات.

في الوقت نفسه، تعمل الطاقة الشمسية الآن، بينما لا تزال مفاعلات الاندماج مجرد نظرية عندما يتعلق الأمر بالنماذج التجارية المفيدة.

هل يمكن للاندماج النووي أن يصبح تجاريًا؟

كما شرحنا في تقريرنا المتعمق حول الاندماج النووي، الاندماج هو، نظريًا، مصدر الطاقة المثالي: لا ينتج تلوثًا (الناتج هو الهيليوم)، يستهلك أكثر مادة وفرة في الكون (الهيدروجين)، وهو أقوى بمراتب متعددة من أكبر محطات الطاقة الانشطارية النووية.

المشكلة هي أنه يتطلب التعامل مع المادة بأمان وبشكل رخيص بينما يتم ضغطها وتسخينها إلى عشرات أو مئات الملايين من الدرجات—وبنفس الوقت استخراج الطاقة منها.

بينما نعرف كيفية تحفيز الاندماج النووي منذ الخمسينات، فإن جعله مفيدًا لتوليد الطاقة كان هدفًا صعب المنال.

مع ذلك، يتقدم المشروع الدولي إيتير. وشركات خاصة مثل Commonwealth Fusion Systems وProxima Fusion يعلنون عن نماذج تجارية خاصة بهم ستُطرح في السنوات القليلة القادمة.

إذًا، لاستمرار المقارنة التي أثارها إيلون ماسك: حتى إذا تم تطوير الاندماج التجاري، هل سيصبح غير ذي جدوى بسبب الطاقة الشمسية؟

مقارنة بين الطاقة الشمسية والاندماج

نظرة عامة

تتوقف الحجج الرئيسية على الزاوية التي تنظر منها إلى كل مصدر طاقة.

الحجة لصالح الطاقة الشمسية هي أنها في الأساس “مجانية”، بمعنى أن الطاقة قد تم توليدها بالفعل بواسطة مفاعل الاندماج النووي الضخم وهو الشمس، وتصل إلى الأرض كل يوم، في انتظار جمعها.

سيقول النقاد إن إجمالي الطاقة التي تصل إلى الأرض هائل، لكنها موزعة بشكل مبعثر جدًا لكل قدم مربع لتكون فعّالة حقًا، وتكون عرضة لتقلبات البيئة.

من ناحية أخرى، ستنتج مفاعلات الاندماج النووي المستقبلية طاقة أكثر تركيزًا بكثير، وتولد الطاقة عند الطلب. كما أنها مستقلة تمامًا عن الطقس أو الفصول أو وقت اليوم.

في النهاية، لا تتعلق الحجة بالتقنية بقدر ما هي مفاهيمية واقتصادية.

اسحب للتمرير →

كيف يمكن للطاقة الشمسية أن تفوز؟

المسار الاقتصادي

هناك عدة مسارات تجعل الطاقة الشمسية منطقية، بغض النظر عن مدى كفاءة الاندماج النووي.

أحدها هو أن تصبح رخيصة وشائعة لدرجة أن توليد الطاقة يصبح أمرًا ثانويًا. على سبيل المثال، إذا أصبحت الألواح الشمسية رخيصة بما فيه الكفاية، فمن المنطقي تغطية كل سقف، كل سياج، وربما كل جدار خارجي بها.

الألواح ذات الوجهين، التي تنتج الطاقة من الجهتين الأمامية والخلفية، ستكون مثالية للعديد من هذه التصاميم. كما أن الألواح فائقة المتانة ستحقق فوائد اقتصادية كبيرة إذا استطاعت الإنتاج لمدة 30 أو 50 سنة مع خسائر قليلة.

المصدر: Next2Sun

في هذا السياق، يتطلب هذا السيناريو أيضًا تكاليف ضئيلة للبطاريات، بحيث يمكن للسهرة والشتاء أن يُكملوا بالكامل بإنتاج شمسي أعلى خلال الأيام المشمسة. قد تساعد أيضًا الاتصالات طويلة المسافة (آلاف الكيلومترات أو الأميال) بين الشبكات.

ثم، بغض النظر عن مدى كفاءة الاندماج النووي، من المحتمل أن يُقتصر على تطبيقات متخصصة، بينما يُزود الجزء الأكبر من الشبكة بألواح شمسية، من المحتمل أن تكون في مواقع مشمسة مثل الصحارى أو الجبال العالية.

المسار عالي التقنية

خيار آخر للألواح الشمسية لتخفيف قيودها—المرتبطة أساسًا بدورة النهار والليل والطقس—هو الانتقال إلى مكان لا توجد فيه هاتان المشكلتان: الفضاء.

تعتمد الطاقة الشمسية الفضائية، التي شرحناها في مقال مخصص، على وضع مزارع شمسية في المدار، حيث تشرق الشمس 24/7، وبكثافة أعلى بكثير من سطح الأرض. ثم تُنقل الطاقة إلى الأرض باستخدام أشعة الميكروويف ومحطات استقبال مخصصة.

وبالنسبة لذلك، يمكن أن تُوضع محطات شمسية من هذا النوع على المدى الطويل في مدار حول الزهرة أو عطارد أو حتى أقرب إلى الشمس، مما يزيد من إنتاجها أكثر.

على الرغم من عدم توضيحه في حجة ماسك، قد يكون هذا هو السبب وراء ذلك. وعلى الرغم من أن الطاقة الشمسية الأرضية لا تزال غير مثالية، فإن خفض تكاليف الإطلاق باستخدام صواريخ مثل ستارشيب الخاصة بماسك قد يجعل الطاقة الشمسية الفضائية رخيصة جدًا بحيث يمكنها المنافسة مباشرة مع جميع مصادر الطاقة الأخرى.

كيف يمكن للاندماج أن يفوز؟

بالطبع، الخطوة الأولى للاندماج النووي للفوز بالسباق ليصبح المصدر الأساسي للطاقة للبشرية هي أن يتمكن من إنتاج طاقة أكثر مما يستهلكه للإشعال.

إذا حدث ذلك، فستكون المسألة في الغالب اقتصادية، مع وجود بعض الأسئلة الرئيسية التي تحتاج إلى إجابات:

• ما هي تكلفة بناء محطة الاندماج النووي؟ (تكاليف رأس المال)
• كم تكلفة توليد كيلوواط ساعة بمجرد بنائه، مع اعتبار جميع النفقات—ليس فقط الوقود بل أيضًا الموارد البشرية، الصيانة، الإصلاحات، فترات التوقف، التأمين، إلخ؟ (تكاليف التشغيل)
• كم من الوقت يمكن تشغيله قبل الحاجة إلى التقاعد (فترة الإهلاك)؟

نعلم أن هذا قد يكون صعبًا، فبينما يُعد الانشطار النووي معجزة تكنولوجية، إلا أنه مكلف جدًا في البناء والتشغيل.

بينما ترتبط بعض هذه التكاليف بالمخاطر المتأصلة في الانشطار النووي (والتي لا توجد في الاندماج)، فإن التقنية التي استغرقنا قرنًا تقريبًا لإتقانها لن تكون رخيصة، وستحتاج إلى مغناطيسات فائقة التوصيل عملاقة، وإلكترونيات متقدمة، وحواسيب فائقة، ومواد فائقة جديدة، ومتخصصين في البلازما والفيزياء الكمومية.

مع ذلك، سيفوز الاندماج في أي تطبيق يتطلب طاقة كبيرة في موقع واحد، عند الطلب. لذا مهما كان الأمر، إذا أصبح الاندماج النووي حقيقة، فمن المرجح أن يصبح مصدر الطاقة المفضل للسفن العسكرية الكبيرة، والمركبات الفضائية، وبعض الصناعات الثقيلة.

سيكون هذا أيضًا مصدر الطاقة المفضل لأي استكشاف عميق للفضاء، حيث يتناقص ضوء الشمس أسيًا كلما ابتعدنا عن الشمس. على سبيل المثال، يتلقى المشتري فقط 4٪ من ضوء الشمس الذي تتلقاه الأرض.

ثلاثة سيناريوهات لمزيج الطاقة: الشمسية، التخزين، الاندماج

بشكل عام، سيعتمد مزيج الطاقة المستقبلي للبشرية على عدة متغيرات، بعضها يعمل إيلون ماسك بجد لتغييرها.

السيناريو 1: جدار قيود الطاقة الشمسية

إذا لم تظهر ألواح شمسية أرخص ولا تخزين طاقة فائق الرخصة، فإن التكنولوجيا ستبدأ في التقدم ببطء متزايد.

في هذه الحالة، تصبح الطاقة الشمسية غير قادرة على تلبية كامل طلب شبكة الطاقة، ويجب تغطية الحمل الأساسي واستهلاك الشتاء بالوقود الأحفوري أو شكل من أشكال الطاقة النووية—مع كون الاندماج النووي الخيار المثالي إذا كان ممكنًا، بفضل كونه منخفض الكربون ومنخفض المخاطر.

نظرًا لشعبية الطاقة الشمسية الحالية، من المحتمل أن يحدث ذلك إذا وصلت تقنية كل من الألواح الشمسية والبطاريات إلى حدود فيزيائية أساسية تعيق التقدم المستقبلي.

السيناريو 2: انتشار الطاقة الشمسية

في هذا الخيار، تصبح الطاقة الشمسية رخيصة لدرجة أنه من الصعب حتى قياس تكلفتها. يكون الإنتاج وفيرًا لدرجة أن الأيام المشمسة تشهد فائضًا هائلًا “غير مفيد”، بينما تغطي الأيام المظلمة ما زالت من خلال حديقة شمسية ضخمة تغطي معظم المباني والطرق، إلخ.

هذا الوفرة في الطاقة تسمح بحل العديد من مشكلات عصرنا:

• تحلية المياه تتيح خضرة الصحارى وتوفر وفرة من المياه العذرة.
• يمكن تنفيذ التقاط الكربون على نطاق واسع، مما يحل أي قلق بشأن انبعاثات الكربون.
• الطاقة الرخيصة غير المحدودة تسمح لنا بتعدين المعادن من الخامات منخفضة الجودة، مما يخلق إمدادات شبه غير محدودة من المواد الخام.
• تصبح تكلفة الإضاءة الاصطناعية ضئيلة، مما يجعل المزارع العمودية مصدرنا الرئيسي للغذاء، ويسمح لنا بإعادة تأهيل أجزاء كبيرة من البيئة.

المصدر: One Earth

نفس النتيجة يتحقق من خلال النشر الناجح لمزارع شمسية مدارية. لا يمكن لإمداد الطاقة الضخم أن يزود الأرض فقط، بل أيضًا المستعمرات الفضائية وعمليات تعدين الكويكبات، مما يؤدي إلى وفرة مماثلة في المعادن والموارد والطاقة.

السيناريو 3: سيطرة الاندماج

تبدأ معظم التقنيات ببطء، ثم تدخل مرحلة تحسينات أسية، ثم تبدأ في الركود بسبب القيود الجوهرية للمفهوم. وهذا ما رأيناه مع كل تقنية جديدة تقريبًا خلال الـ200 سنة الماضية.

ما يجعل الاندماج مثيرًا هو أن التقنية بالكاد تخرج من المرحلة المفاهيمية إلى المرحلة التجارية.

من المفترض أن تتحسن التكاليف والكفاءة بشكل كبير عندما تتزايد الفهم التجريبي، واقتصاديات الحجم، والاكتشافات الجديدة، كما هو الحال مع محركات الاحتراق الأولية التي لا تشبه محركات السيارات الحالية.

لذا بينما تمتلك الطاقة الشمسية فرصة أن تصبح “رخيصة جدًا لدرجة لا يمكن قياسها”، فإن الاندماج النووي لديه فرصة أكبر لتحقيق هذا الهدف الطموح.

ما قد يغيّر الموازين هو إذا تم تطوير الاندماج النووي بسرعة كافية. إذا ظهر بديل للوقود الأحفوري يتناسب مباشرة مع شبكات الطاقة المركزية ونظام الطاقة لدينا، فقد يتفوق على الطاقة الشمسية قبل أن تتاح له الفرصة لتصبح شاملة. وبالطبع، قد تساهم ميزة الاندماج للتطبيقات الفضائية والعسكرية في إمالة الموازين لصالحه.

الخلاصة

نظرًا لأن الغالبية العظمى من استهلاكنا الأساسي للطاقة لا يزال يأتي من الوقود الأحفوري (الفحم، النفط، والغاز)، قد يبدو من الغريب مناقشة ملاءمة الطاقة الشمسية مقابل الاندماج النووي.

في الوقت الحالي، كلاهما مطلوب بشدة لتحديث أنظمة الطاقة لدينا إلى مصادر مستدامة ومنخفضة الكربون.

المصدر: EIA

لكن عمليًا، يبدو تعليق ماسك منطقيًا إذا رأيت ميزانيات أبحاث الاندماج كعائق أمام قبول الطاقة الشمسية—خاصة إذا كان الطاقة الشمسية على نطاق كوكبي أو فضائي هي الأكثر منطقية في النهاية.

هذا لا يعني أنه بالضرورة على حق، فحتى الآن لم تثبت الطاقة الشمسية (وتخزين الطاقة) أنهما قادران على توفير 100٪ من احتياجاتنا من الطاقة—ليس فقط طلب الشبكة، بل أيضًا كل الطاقة المطلوبة للنقل، وإنتاج المواد الكيميائية، والصناعات الثقيلة.

لذا قد يكون من المنطقي أيضًا عدم وضع كل بيضنا في سلة واحدة، بل العمل في وقت واحد على العديد من مصادر الطاقة منخفضة الكربون: الطاقة الشمسية، الطاقة الحرارية الأرضية، الطاقة الريحية، الانشطار الجيل الرابع، والاندماج.

وفي أي حال، يمكننا أيضًا القول إن إمكانات الاندماج النووي لاستكشاف الفضاء والاستعمار قد تكون بحد ذاتها كافية لتبرير العمل على إتقان هذا المصدر الطاقي.

شركات الاندماج التي يجب مراقبتها (معظمها خاصة—في الوقت الحالي)

حاليًا، لا توجد أي من الشركات المكرسة لجعل الاندماج النووي تجاريًا مدرجة في البورصات. وهذا يشمل Helion، General Fusion (GFUZ ) ، Commonwealth Fusion، TAE Technologies، ZAP Energy، وNEO Fusion.

يمكنك العثور على قائمة شاملة للشركات الناشئة في مجال الاندماج النووي على صفحة Dealroom المخصصة.

استثناء هو شركة لوكهيد مارتن. فقد عمل مقاول الدفاع الجوي والفضائي منذ أوائل العقد الأول من القرن الواحد والعشرين على الاندماج المدمج، وهو مفاعل اندماج نووي كان يتوقع أن يكون جاهزًا بحلول العقد 2020.

ومع ذلك، تم الإعلان لاحقًا أن العمل على المشروع توقف في عام 2021.

كانت الشركة حذرة جدًا بشأن هذا المشروع بعد إعلان عام أولي. وحتى اليوم، لا يزال غير واضح ما الذي دفع الشركة إلى التخلي عن الفكرة.

في الوقت نفسه، يبدو أنها لم تتخلى تمامًا عن المفهوم، لا سيما مع الاستثمارات في عام 2024 في Helicity، وهي شركة ناشئة تطور محرك اندماج.

الفكرة هي دفع المركبة الفضائية بانفجارات قصيرة من الاندماج. تخطط Helicity لاستخدام مدفع بلازما، وهو النهج نفسه الذي تتبعه General Fusion.

من المحتمل أن نتائج لوكهيد الداخلية أظهرت أن تصميمهم لا يمكنه الحفاظ على الاندماج بطريقة تتوافق مع إنتاج الطاقة.

ولكن ربما تكون الانفجارات القصيرة كافية للدفع في الفضاء، وتقترب كثيرًا من أن تصبح منتجًا فعليًا؟ كما أنها تتناسب بشكل أفضل مع الملف العام للفضاء والدفاع للشركة.

أسهم الطاقة الشمسية العامة المذكورة (مع الأخطار المشمولة)

1. Daqo New Energy Corp.

هذه الشركة الصينية هي واحدة من رواد إنتاج بولي سيليكون في العالم، وهو المكوّن المركزي لتصنيع الألواح الشمسية. وهذا يجعل Daqo أحد الأعمدة الأساسية لهيمنة الصين على قطاع تصنيع الطاقة الشمسية.

قامت الشركة بزيادة طاقة إنتاجها بسرعة كبيرة، حيث زادت أكثر من 8 أضعاف منذ عام 2019.

المصدر: Daqo

موقع Daqo في مركز سلسلة إمداد الألواح الشمسية مكنها من الاستفادة الكبيرة من نمو القطاع، حيث ارتفعت إيراداتها من 0.68 مليار دولار في 2020 إلى 4.6 مليار دولار في 2022. بعد ارتفاع كبير في 2022، انخفضت أسعار بولي سيليكون، مما أدى إلى انخفاض سعر السهم عن ذروته في 2021.

تواصل الشركة وموقعها الإلكتروني قليلًا باهت، لكنه ليس غير مألوف لشركة صناعية B2B تركز أكثر على صورتها داخل الصناعة من الجمهور العام أو المستثمرين الأجانب.

يتداول السهم بتقييم منخفض جدًا مقارنةً بمضاعف السعر إلى الأرباح والتدفق النقدي. ويرجع ذلك جزئيًا إلى الجدل الذي يربط الشركة باستخدام العمالة القسرية في شينجيانغ ومناقشات في واشنطن، العاصمة حول عقوبات إضافية ضد الشركات العاملة في المنطقة.

لذا يجب على المستثمرين أن يكونوا على علم بأن سهم Daqo يحمل خطرًا جيوسياسيًا حقيقيًا، إلى جانب إمكانات مالية كبيرة بسبب تقييمه المنخفض.

2. JinkoSolar Holding Co., Ltd.

Jinko هي واحدة من أكبر مصنعي الألواح الشمسية في العالم، وتتمركز أساسًا في الصين. لتجنب الرسوم الجمركية، تقوم الشركة بتنويع قاعدة تصنيعها، حيث تُصنع رقائق السيليكون في فيتنام وتُصنع خلايا الطاقة الشمسية في ماليزيا والولايات المتحدة.

المصدر: Jinko Solar

على أي حال، لا تتعرض الشركة بشكل مفرط للأسواق الغربية، حيث تشكل الصين، وآسيا والمحيط الهادئ (APAC)، والأسواق الناشئة الجزء الأكبر من أعمال الشركة.

المصدر: Jinko Solar

قامت Jinko بتسليم 85-100 جيجاواط من خلايا الطاقة الشمسية في عام 2025 وحده، مقارنةً بـ 14.5 جيجاواط قبل عامين. وهذا يجعل Jinko رقم 1 في صناعة الفوتوفولطية.

تحقق خلية Jinko الشمسية المتقدمة، من النوع N، كفاءة طاقة مرتفعة بشكل ملحوظ تبلغ 27.2٪. كما أنها تقدم ألواحًا ذات وجهين.

سعيًا لتحسين الملف البيئي لمنتجاتها، أطلقت Jinko Solar أيضًا NeoGreen، أول لوحة شمسية من النوع N تُنتج بالكامل باستخدام الطاقة المتجددة (بدلاً من الفحم المستخدم عادةً في الصين).

منذ عام 2023، استحوذت ألواح النوع N على معظم مبيعات Jinko، حيث تمثل 80٪ من إجمالي الشحنات، مع زيادة القدرة من منشأة إنتاج جديدة بسعة 56 جيجاواط. من المتوقع أن تصل القدرة الإنتاجية الإجمالية إلى 130 جيجاواط في عام 2025، أي ما يقرب من نصف الإنتاج التراكمي للشركة في تاريخها بالكامل.

يعكس النمو الفائق العدوانية في قدرة الإنتاج لدى Jinko ثقة الشركة في تقنية النوع N وطموحها للسيطرة على أسواق الصادرات في آسيا، وأفريقيا، وأمريكا الجنوبية—والاحتمال العام لتولي الطاقة الشمسية أنظمة الطاقة العالمية.