नया अध्ययन नाभिकीय संलयन की आर्थिक व्यवहार्यता को मानचित्रित करता है

संलयन ऊर्जा एक ऐसे भविष्य का वादा करती है जिसमें लगभग असीमित ऊर्जा होगी, जो लगभग शून्य प्रदूषण के साथ उत्पन्न होती है।

यह इसलिए है कि पारंपरिक परमाणु ऊर्जा के विपरीत, नाभिकीय संलयन यूरेनियम, प्लूटोनियम या थोरियम जैसे भारी रेडियोधर्मी तत्वों का उपयोग या उत्पादन नहीं करता। इसके बजाय, यह हाइड्रोजन या अन्य हल्के तत्वों को थोड़ा भारी, गैर-रेडियोधर्मी तत्वों में परिवर्तित करके ऊर्जा उत्पन्न करता है।

(आप अधिक पढ़ सकते हैं हमारी समर्पित रिपोर्ट में इस विषय पर नाभिकीय संलयन कैसे काम करता है)

संलयन शक्ति पहले लगभग विज्ञान-कथा जैसा अवधारणा थी, हमेशा भविष्य से 30 वर्ष दूर लगती थी। यह तेजी से बदल रहा है, जैसा कि हाल ही में प्रकाशित DOE Fusion Roadmap में समझाया गया है। कई व्यावसायिक कंपनियां अपने पहले संलयन रिएक्टर का उत्पादन करने के करीब पहुँच रही हैं, विशेष रूप से Helion Energy, General Fusion (GFUZ ) , Proxima Fusion, और Commonwealth Fusion Systems।

हालांकि, सकारात्मक ऊर्जा रिटर्न उत्पन्न करने वाले प्रोटोटाइप अभी तक भविष्य में नाभिकीय संलयन रिएक्टर की लाभप्रदता के बारे में हमें बहुत कम जानकारी देते हैं। न केवल सकारात्मक ऊर्जा कैप्चर आवश्यक होगा, बल्कि रिएक्टर के जीवनकाल में श्रम, अनुसंधान एवं विकास, और सामग्री की लागत को भी ध्यान में रखना पड़ेगा।

मैसाचुसेट्स इंस्टिट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT – USA) के शोधकर्ताओं और Rutherford Energy Ventures (एक निवेश और परामर्श फर्म जो नाभिकीय संलयन ऊर्जा के व्यावसायीकरण पर केंद्रित है) द्वारा किया गया नया अध्ययन इस प्रश्न की जांच करता है। उन्होंने एक मूल्यांकन विधि विकसित की जो पावर प्लांट की निरपेक्ष शक्ति से स्वतंत्र है, उसकी संलयन प्रौद्योगिकी के विशिष्टताओं से निरपेक्ष है, और किसी भी संलयन संलग्नन अवधारणा पर लागू की जा सकती है।

उन्होंने अपने परिणाम Journal of Fusion Energy¹ में प्रकाशित किए, शीर्षक “संलयन पावर प्लांट की आर्थिक व्यवहार्यता के मानदंड” के तहत।

संचालनात्मक लाभप्रदता के बिना कोई लाभ नहीं

संलयन पावर प्लांट की भविष्य की लाभप्रदता का मूलभूत कारण यह है कि वे संलयन शुरू करने के लिए उपभोग से अधिक मात्रा में बिजली उत्पन्न करने में सक्षम हों। यह “Lawson criterion” द्वारा निर्धारित होता है, जो प्रयुक्त संलयन प्रौद्योगिकी के संबंध में गणितीय रूप से निरपेक्ष है।

Lawson मानदंड की नकल करते हुए, अध्ययन अपना आर्थिक समकक्ष विकसित करता है, जिसमें ऊर्जा प्राप्ति और हानि दरों को नियंत्रण सतह के अनुसार सामान्यीकृत किया जाता है, जहाँ ऊर्जा निष्कर्षण भौतिक रूप से स्थित है।

आर्थिक स्थिति को संलयन पावर प्लांट के जीवनकाल में आर्थिक लाभ और हानि के अवधियों के संतुलन के रूप में निर्धारित किया जाता है। पावर प्लांट में दो अवधियों का अनुमान है: एक ऊर्जा उत्पादन के लिए और एक नियंत्रण सतह पर घटकों के प्रतिस्थापन के लिए।

इसलिए जबकि Lawson मानदंड यह निर्धारित करता है कि शुद्ध ऊर्जा उत्पन्न होती है या नहीं, अध्ययन का आर्थिक लाभ कारक Qecon को 1 से अधिक होना चाहिए ताकि प्लांट के व्यवहार्य होने की संभावना बनी रहे।

“इस सीमा को पूरा करना आवश्यक है, लेकिन वास्तविक व्यावसायिक व्यवहार्यता के लिए पर्याप्त नहीं है क्योंकि, परिभाषा अनुसार, अधिकांश लेकिन सभी लागतें मॉडल में शामिल नहीं की जा सकतीं। हालांकि, Qecon>1 के बिना शुद्ध रिटर्न की कोई संभावना नहीं है।”

एक और महत्वपूर्ण कारक संलयन प्लांट की संभावित लाभप्रदता है, जिसमें पूंजी की लागत, ऊर्जा की कीमत, घटकों की टिकाऊपन, प्लांट के समग्र जीवनकाल आदि शामिल हैं।

स्रोत: Journal of Fusion Energy

सही पैरामीटर प्राप्त करना

प्लांट द्वारा उत्पन्न धन को मापने वाली गणना का भाग तुलनात्मक रूप से सरल है।

यह शुद्ध ऊर्जा उत्पादन को लेता है, जिसे इस संदर्भ में प्लांट के जीवनकाल के दौरान औसत विद्युत उत्पादन माना जाता है। जबकि संलयन के अन्य संभावित उपयोग, जैसे औद्योगिक गर्मी या ईंधन उत्पादन, संभव हैं, वे मुख्य उपयोग मामला या सबसे बड़ा बाजार नहीं हैं।

यह शुद्ध ऊर्जा फिर “ऊर्जा की कीमत” $/MWh के माध्यम से डॉलर में परिवर्तित की जाती है। एक वैकल्पिक गणना में FPP द्वारा बेचे सभी उत्पाद शामिल हो सकते हैं, जिसमें ऊर्जा बाजार के उत्पाद (बिजली, गर्मी, ईंधन) और गैर-ऊर्जा बाजार के उत्पाद शामिल हैं जिनकी कीमत शुद्ध ऊर्जा आउटपुट से जुड़ी हो सकती है (परिवर्तन उत्पाद, जल शोधनित पानी, आदि)।

अगला तत्व उपयोगिता कारक है, जो यह ध्यान में रखता है कि सतह घटक को अत्यधिक गर्मी और परमाणु प्रतिक्रियाओं के कारण होने वाले नुकसान के कारण नियमित प्रतिस्थापन की आवश्यकता होगी।

उच्च-ऊर्जा वाले आवेशित कणों, फोटॉनों या निरपेक्ष न्यूट्रॉनों से एटॉमिक स्तर पर महत्वपूर्ण क्षति या विक्षोभ की अपेक्षा की जाती है, जिससे संचयी क्षरण होता है। संलयन प्रतिक्रिया का उत्पाद हीलियम का संचय भी ठोस घटकों में चुनौतियां पैदा करता है।

क्षरण को इस सीमा के रूप में अनुमानित किया जाता है कि सतह से कितनी ऊर्जा प्रवाह गुजर सकता है।

“एक बार यह सीमा पहुँचने पर, सतह अब कार्यशील नहीं रहती, संलयन ऊर्जा संचालन को रोकना पड़ता है, और इसे बदलना आवश्यक हो जाता है।”

आर्थिक दृष्टि से, सतह की लागत, साथ ही इसे बदलने के लिए ऑफ़लाइन रहने का समय, सबसे अधिक प्रभावशाली कारक हैं। अन्य महत्वपूर्ण कारकों में साइट‑बाहरी योग्यकरण, स्थापना, और निपटान लागत शामिल होंगी।

ध्यान देने योग्य है कि अधिकांश मामलों में, ईंधन को कुल परिचालन लागत का बहुत छोटा हिस्सा माना जाता है, जिससे फ्यूज़न पावर प्लांट की अर्थव्यवस्था फिशन नाभिकीय पावर प्लांट के समान होती है, और जीवाश्म ईंधन पावर प्लांट से मूल रूप से अलग होती है।

विभिन्न फ्यूज़न तकनीकें

विभिन्न फ्यूज़न प्रौद्योगिकियों के परिचालन लागत अलग-अलग होंगी और नाभिकीय ईंधन के अलावा अलग-अलग “उपभोग्य” सामग्री होंगी।

“लेज़र‑ड्रिवेन इनर्शियल फ्यूज़न में एक गोलाकार लक्ष्य और उसकी डिलीवरी असेंबली शामिल होती है, जबकि इंडायरेक्ट ड्राइव फ्यूज़न में लक्ष्य का होलरूम शामिल होता है, जो प्रत्येक फ्यूज़न घटना के साथ पूरी तरह से खर्च हो जाता है। पल्प्स मैग्नेटिक फ्यूज़न में, इसमें ईंधन लक्ष्य और कोई भी इलेक्ट्रोड या तार शामिल होते हैं जिन्हें एक पल्प या सीमित संख्या में पल्प में जानबूझकर खर्च किया जाता है।”

इसका अर्थ है कि विभिन्न तकनीकों की आर्थिक स्थिति मूल रूप से अलग हो सकती है, भले ही शुद्ध ऊर्जा उत्पादन में तकनीकी सफलता समान हो। वे कच्चे माल की लागत, निर्माण की कठिनाई एवं लागत, स्थापना की जटिलता, कर्मियों द्वारा आवश्यक तकनीकी कौशल, और सतह के प्रतिस्थापन की गति के आधार पर भिन्न होंगी।

वित्तपोषण एवं मूल्यह्रास

अन्य सभी पावर प्लांट और बड़े बुनियादी ढांचा परियोजनाओं की तरह, फ्यूज़न पावर प्लांट को भी वित्तपोषित करना होगा, और उनका नकदी प्रवाह उनके पूँजी लागत को कवर करना पड़ेगा।

इसका अर्थ है कि निर्माण और डिलीवरी के लिए उधार ली गई राशि के मूलधन और ब्याज का भुगतान करने से जुड़ी एक निश्चित लागत होगी। ब्याज दरों में परिवर्तन फ्यूज़न पावर प्लांट की अर्थव्यवस्था पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है, और वित्तपोषण को सुविधाजनक बनाने वाले राष्ट्रीय राज्य अंतिम लाभप्रदता पर बड़ा प्रभाव डाल सकते हैं।

इसके अतिरिक्त, पावर प्लांट के स्टाफिंग, अनुपालन, और सतह के प्रतिस्थापन के बाहर नियमित रखरखाव से जुड़ी वार्षिक निश्चित संचालन एवं रखरखाव (O&M) लागत भी होगी।

ध्यान देने योग्य है कि इस ढाँचे से कुछ प्रारंभिक लागत श्रेणियों (जैसे नियामक बोझ, विकास लागत) को डिफ़ॉल्ट रूप से बाहर रखा गया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जैसे-जैसे उद्योग परिपक्व होता है, ये प्रारंभिक लागतें अपेक्षाकृत कम महत्वपूर्ण हो जाती हैं; विचार यह है कि दीर्घकालिक में नाभिकीय फ्यूज़न की लाभप्रदता का मूल्यांकन किया जाए, न कि पहले व्यावसायिक इकाइयों के लिए। इसलिए यह अध्ययन NOAK (Nth Of A Kind) फ्यूज़न पावर प्लांट या बड़े पैमाने पर उत्पादन वाली तकनीकों के लिए अधिक प्रासंगिक होगा, न कि प्रथम व्यावसायिक परियोजनाओं/प्रोटोटाइप के लिए।

फ्यूज़न प्लांट की वास्तविक लाभप्रदता का अनुमान लगाना

जब तक तकनीक अभी भी प्रयोगात्मक चरण में है, फ्यूज़न प्लांट की वास्तविक अर्थव्यवस्था का अनुमान लगाना कठिन हो सकता है। लेकिन तुलना सूचनात्मक हो सकती है।

उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने अपनी गणितीय सूत्र में कुछ मान्यताएँ लागू कीं:

• प्रतिस्थापन समय 0.1 वर्ष (लगभग 5 सप्ताह) को फिशन पावर प्लांट के सामान्य रीफ़्यूलिंग समय से लिया गया।
• एक प्लांट का आयु कई दशकों की अपेक्षित है, और वित्तपोषण अवधि 15 से 30 वर्ष तक है।
• पिछले दशक में औसत महंगाई‑समायोजित अमेरिकी खुदरा विद्युत कीमत $160/MWh रही।
• अमेरिकी फेडरल रिज़र्व के महंगाई लक्ष्य के आधार पर वास्तविक ब्याज दर 2 % अनुमानित की गई है।

मान लेते हैं कि फ्यूज़न पावर डेंसिटी (2‑5 MW/m²) सामान्यतः आर्थिक व्यवहार्यता के लिए पर्याप्त मानी जाती है, तो यह एक रोचक परिणाम देता है: ब्रेक‑इवन तब होता है जब “Cnet” शून्य को पार करता है, या फ्यूज़न पावर डेंसिटी 1.9 MW/m² पर।

स्रोत: Journal of Fusion Energy

ध्यान देने योग्य है कि यह सीमा उल्लेखनीय रूप से स्थिर है। 2 MW/m² का समान मान अन्य पैरामीटर जैसे ऊर्जा रूपांतरण दक्षता या सतह लागत बदलने पर भी लाभप्रदता के लिए आवश्यक स्तर सिद्ध होता है।

स्रोत: Journal of Fusion Energy

यह लाभप्रदता फिर जल्दी बढ़ती है, और बहुत उच्च ऊर्जा घनत्व पर स्थिर हो जाती है, क्योंकि इस बिंदु पर शक्ति निकालना उत्पादन से अधिक सीमित कारक बन जाता है। इस प्रकार, एक फ्यूज़न पावर प्लांट अधिकतम आर्थिक लाभप्रदता प्राप्त करेगा, भले ही “असीमित” ऊर्जा उत्पादन हो।

“यह यहाँ विकसित “टॉप‑डाउन” आर्थिक मॉडल के उपयोग की शक्ति की पुष्टि करता है; जबकि इसे अनिवार्य रूप से सरलिकरण करना पड़ता है, ऐसा प्रतीत होता है कि इसने फ्यूज़न पावर डेंसिटी की मात्रात्मक डिजाइन सीमा को सही ढंग से पकड़ा है, जिससे फ्यूज़न को आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाना संभव हो रहा है।”

पैसे के लिए फ्यूज़न रिएक्टर का डिजाइन

बहुत लंबे समय तक, दशकों तक, फ्यूज़न रिएक्टर वैज्ञानिक और अभियांत्रिकीय चुनौती रहे हैं। इसका अर्थ है कि अंतिम रिएक्टर की अर्थव्यवस्था अक्सर अनुसंधान एवं विकास की प्राथमिकता नहीं रही। जैसे ही हम व्यावसायिक उपयोग के करीब पहुँच रहे हैं, यह स्थिति बदलने वाली है।

दुर्भाग्य से, उद्योग और फ्यूज़न वैज्ञानिक समुदाय ने अब तक बड़े पैमाने पर इस प्रश्न से बचाव किया है।

“जैसे-जैसे फ्यूजन प्रोजेक्ट्स FPP के समान होते जा रहे हैं, यह दुर्भाग्यपूर्ण है कि लागत प्रभावशीलता को लेकर ‘स्वयं-अस्पष्टता’ मौजूद है। यदि फ्यूजन विज्ञान परिणामों में 2-3 गुना रिपोर्टिंग अनिश्चितता है, तो यह अस्वीकार्य होगा, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है कि लागत निर्धारण में ऐसी असटीकता को क्यों स्वीकार किया गया है।”

पूंजी लागत, ऊर्जा बाजार, और कुछ हद तक निर्माण लागत जैसे कारकों की एक श्रेणी वास्तविक जीवन में प्रभावशाली होगी, लेकिन ये रिएक्टर डिजाइनरों के नियंत्रण से बाहर हैं, इसलिए डिजाइन और प्रौद्योगिकी विकल्पों के दृष्टिकोण से कम प्रासंगिक हैं।

इसके विपरीत, फ्यूजन पावर डेंसिटी, शुद्ध रूपांतरण दक्षता, तथा सतह का आकार और टिकाऊपन इंजीनियरिंग प्रश्न हैं जिन्हें सुधार किया जा सकता है।

एक अन्य पहलू यह है कि किसी एक डोमेन में अत्यधिक उच्च प्रदर्शन हासिल करना कठिन होगा, और यह अनावश्यक समझौते को मजबूर कर सकता है। इसलिए कई इंजीनियरिंग समाधान में “पर्याप्त अच्छा” परिणामों का संयोजन बेहतर परिणाम दे सकता है, एक विचार जिसे दृश्य रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है।

“वक्रों की दृश्य जाँच से पता चलता है कि आयसोकोंट के कुछ क्षेत्रों में तकनीकी जोखिम में वृद्धि आर्थिक रिटर्न के संतृप्त होने के कारण अनुचित हो जाती है।”

Source: Journal of Fusion Energy

एक फ्यूजन रिएक्टर को लाभदायक क्या बनाता है?

विश्लेषण दर्शाता है कि आर्थिक लाभप्रदता के लिए कुछ पैरामीटर आवश्यक हो सकते हैं:

• रेडिएशन से सतह क्षति के प्रतिस्थापन समय को एक वर्ष के ^थ का 1/4 से कम होना चाहिए, और 5 हफ्ते से अधिक न होना बेहतर विकल्प है।
• सतह के प्रतिस्थापन लागत को 0.3 मिलियन डॉलर/म² से कम होना चाहिए।
• सरकारी ऋण गारंटी, निवेश कर क्रेडिट, या कॉन्ट्रैक्ट‑फ़ॉर‑डिफरेंस जैसी क्रेडिट वृद्धि आर्थिक व्यवहार्यता को प्रभावी रूप से सुधार सकती है बिना इंजीनियरिंग पैरामीटर बदले।
• विश्वसनीयता, विशेष रूप से अनियोजित विफलताओं की कमी, अतिरिक्त रिटर्न उत्पन्न कर सकती है क्योंकि यह विद्युत ग्रिड को डिस्पैचेबल सप्लाई प्रदान करती है। इसलिए, एक डिस्पैचेबल फ्यूजन रिएक्टर जो कम कीमत वाले मौसम में आउटेज शेड्यूल कर सके, अधिक लाभदायक होगा।
• पावर प्लांट के जीवन के अंत में विघटन और अपशिष्ट प्रबंधन जैसी लागतें शामिल हो सकती हैं, लेकिन पुन: उपयोग योग्य घटकों जैसे HTS मैग्नेट, टरबाइन, वैक्यूम सिस्टम, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स आदि के पुनर्विक्रय मूल्य से लाभ भी मिल सकता है।

इस अध्ययन की एक अंतिम अंतर्दृष्टि यह है कि विभिन्न इंजीनियरिंग पैरामीटर लाभप्रदता को अलग‑अलग प्रभावित करते हैं, इसलिए विभिन्न फ्यूजन डिज़ाइन विभिन्न आर्थिक माहौल में बेहतर फिट हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, उच्च पूंजी लागत सस्ते उत्पादन लेकिन अधिक संचालन लागत वाले रिएक्टर को प्राथमिकता दे सकती है, या नवीकरणीय ऊर्जा की अधिकता आसान स्टार्ट‑स्टॉप और उच्च विश्वसनीयता वाले रिएक्टर पर प्रीमियम लगा सकती है।

न्यूक्लियर फ्यूजन में निवेश

General Fusion Group Ltd

जबकि लाभप्रदता के बारे में सामान्य विचार जल्द ही the फ्यूजन उद्योग की प्रमुख चिंता बन सकता है, व्यावसायिक मॉडल के साथ शुद्ध ऊर्जा उत्पादन हासिल करना अभी भी प्राथमिकता है।

निवेशक अब सार्वजनिक बाजार में न्यूक्लियर फ्यूजन कंपनियों तक पहुंच सकते हैं क्योंकि जुलाई 2026 में General Fusion का SPAC व्यापार संयोजन हुआ।

कंपनी 2020 के दशक के अंत तक व्यावसायिक सिस्टम और घटक सत्यापन का लक्ष्य रखती है, और मध्य‑2030 के दशक में व्यावसायिक प्लांट बेचना शुरू करने की योजना है।

Source: General Fusion

General Fusion द्वारा चुनी गई मैग्नेटाइज़्ड टार्गेट फ्यूजन तकनीक सिद्धांततः उसे एक लाभ देती है, क्योंकि यह फ्यूजन के लिए आवश्यक स्थितियों को बनाए रखने में तकनीकी आवश्यकताओं के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करती है: मध्यम ऊर्जा संलग्न समय और प्लाज़्मा घनत्व दोनों के साथ।

इन दोनों मेट्रिक्स के लिए, मुख्य प्रतिस्पर्धी तकनीकें (इनर्शियल कॉन्फाइनमेंट और मैग्नेटिक कॉन्फाइनमेंट) में से प्रत्येक अत्यधिक मान की ओर बढ़ती है, जिससे इसे विश्वसनीय और सस्ता बनाना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

Source: General Fusion

यह General Fusion को सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट और उच्च शक्ति वाले लेज़र से बचने की अनुमति देता है, साथ ही टिकाऊ मशीनों और लागत‑प्रभावी ऊर्जा उत्पादन के लिए मौजूदा सामग्री का उपयोग करने देता है। मौजूदा घटकों और लागत‑कुशलता पर यह फोकस दीर्घकाल में शुद्ध ऊर्जा उत्पादन जैसे शुद्ध तकनीकी पैरामीटर से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।

यह काम करने का तरीका फ्यूजन वैसिल के भीतर एक गुहा बनाना है। फिर, मैग्नेटाइज़्ड प्लाज़्मा को गुहा में इंजेक्ट किया जाता है और तरल धातु से संकुचित किया जाता है।

जो दबाव और गर्मी उत्पन्न होती है वह फ्यूजन को प्रज्वलित करती है, अधिक गर्मी उत्पन्न करती है, जिसे ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए पुनः प्राप्त किया जा सकता है। यह प्रक्रिया हर सेकंड कई बार दोहराई जाती है, जो दहन इंजन के पिस्टन के समान है, केवल ईंधन हाइड्रोजन है और दहन प्रक्रिया को न्यूक्लियर फ्यूजन ने बदल दिया है।

Source: General Fusion

केवल 133 कर्मचारियों के साथ, General Fusion अभी भी एक अत्यधिक अनुसंधान‑और‑विकास तथा तकनीक‑केंद्रित स्टार्ट‑अप है, जिसने 200,000+ प्लाज़्मा प्रयोग किए हैं और 210 पेटेंट रखे हैं।

यह एक प्रोफ़ाइल है जिसे निवेशकों को कंपनी के स्टॉक पर विचार करते समय याद रखना चाहिए, जिसमें अभी भी मामूली मूल्यांकन से बहुत वृद्धि की संभावना है, लेकिन मध्य‑2030 के दशक से पहले कई चीज़ें गलत भी हो सकती हैं।

इसलिए कंपनी में निवेश को बाद में अन्य फ्यूज़न तकनीकों में निवेशों से पूरक किया जा सकता है, जब TAE Technologies जैसी कंपनियां अपना IPO (TAE 2026 के अंत का लक्ष्य रखता है) करती हैं, साथ ही अन्य ऊर्जा तकनीकों में निवेश के साथ।

(आप नाभिकीय संलयन के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं इस प्रौद्योगिकी पर हमारे समर्पित रिपोर्ट में, और General Fusion के IPO के बारे में इस कंपनी को विशेष रूप से कवर करने वाले लेख में)

General Fusion (GFUZ) के नवीनतम स्टॉक समाचार और विकास

उल्लेखित अध्ययन

^{1. D. G. Whyte आदि, फ्यूज़न पावर प्लांटों की आर्थिक व्यवहार्यता के मानदंड। Journal of Fusion Energy। 10 जुलाई 2026। खंड 45, लेख संख्या 49। https://doi.org/10.1007/s10894-026-00577-9}