Net Zero има потреба од фузија. Што треба да бараат инвеститорите од фаворитите?

Итноста за фузија енергија не може да се прецени. На 27 октомври ОН предупреди дека „не постои веродостојна патека до 1.5 ° C“, а сегашните политики укажуваат на катастрофални 2.8 ° C на затоплување до 2100 година. целиот чист водород неопходен за да се декарбонизираат индустриите кои тешко се намалуваат. Тоа е можеби единствениот остварлив пат до нето-нула емисии до 2050 година.

Меѓутоа, постои еден проблем со фузијата. Ниту една лабораторија или компанија не генерирала повеќе енергија отколку што вложиле во реакција на фузија, а камоли да развиле систем што може да работи во комерцијални услови. Разбирливо, инвеститорите се прашуваат каде навистина стои фузијата и кои проекти би можеле да ја овозможат оваа можност од повеќе трилиони долари да се повтори моќта на Сонцето на Земјата.

Како долгогодишен инвеститор во фузија, сакам да разговарам зошто фузијата е важна, напредокот што оваа индустрија го има постигнато и прашањата што умните инвеститори треба да ги постават до компаниите за фузија.

Зошто фузијата е важна

Во моментов, ниту една енергетска технологија освен фузија не покажува потенцијал да ги замени фосилните горива. Се чини дека ништо друго не е способно да ја задоволи растечката светска побарувачка за енергија и да напојува климатизација, постројки за десалинизација, електрични возила, производство на зелен водород итн. во обемот што ни е потребен за енергетската транзиција и живот на пожешка и посушна планета.

Се разбира, треба да ги зголемиме ветерот и сонцето, но нивните барања за земјиште, временски услови и складирање енергија значат дека тие не можат да овозможат целосна енергетска транзиција. Нуклеарните централи за фисија се исто така важни за Net Zero, но ризиците од нуклеарен отпад, несреќи и вооружување ја ограничуваат нивната употреба.

Што се однесува до водородот, основачот на Блумберг НЕФ Мајкл Либрејх неодамна илустрирано дека само замена на валканиот водород што го користиме во производството на вештачки ѓубрива, хемикалии и рафинирање на нафта со зелен водород во моментов ќе бара 143% од инсталираниот светски капацитет за соларна енергија и ветер. Застрашувачка изјава. Не би оставил зелен водород достапен за ништо друго: не за производство на челик и алуминиум, не за балансирање на енергетски мрежи или CO₂ фаќање и складирање, а не за поморски и железнички превоз. Едноставно нема да има доволно зелена водородна суровина без фузија.

Упатените во индустријата веруваат дека до 2050 година, постројките за фузија би можеле да снабдуваат некаде од 18% до 44% од светската енергија. Според тоа, фузијата претставува една од најколосалните можности за инвестирање на нашето време. Штом ќе биде комерцијално оперативна, фузијата ќе го замени најголемиот дел од индустријата за фосилни горива.

Фјужн Фронтрунери

Здружението на индустријата за фузија извештаи дека приватните компании за фузија собрале над 4.8 милијарди американски долари средства до денес и повеќе од двојно го зголемиле вкупното финансирање на индустријата минатата година. Неколку фаворити постигнаа таков технички напредок што е веродостојно да се претпостави дека ќе донесат комерцијална фузија на пазарот во 2030-тите. Списокот ги вклучува General Fusion (во кој сум инвеститор), Commonwealth Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Energy, General Atomics и First Light.

Секоја од овие компании за фузија има намера да отвори погон за демонстрација до втората половина на оваа деценија. Тие ќе докажат дали нивната технологија може да работи во обем и да произведува нето електрична енергија.

Сликата е Кина, која работи на сопствена технологија за фузија. Од очигледни причини, западните влади не би сакале да зависат од Кина за оваа клучна технологија. Исто така постои и ITER, меѓународниот, јавно финансиран проект за фузија на југот на Франција се надева да испорача моќ од фузија до 2045 година.

Прашања за инвеститорите да ги поставуваат компаниите за фузија

Предизвикот е не само да се произведува нето електрична енергија, туку тоа да се направи на начин кој е комерцијално исплатлив. Потребен е огромен притисок и топлина за да се спојат атомите на водород заедно за да се формира потешко јадро, со што се ослободува енергија. На сонце, гравитацијата обезбедува доволно сила за да ја овозможи реакцијата. На Земјата, машините за фузија треба да достигнат температури над 100 ° C за да ги реплицираат тие услови. Тоа е тешко да се одржи и тешко за опремата.

Фаворитите или ги решија или работат преку преостанатите бариери за фузија базирана на Земјата. Заинтересираните инвеститори, кои се прашуваат кој проект за фузија да го поддржат, треба да ги постават следниве прашања:

1. Колку е издржлива машината? Неутроните генерирани во реакција на фузија удриле во металниот ѕид на реакторот, предизвикувајќи појава на плускавци, хемиска ерозија и нечистотии и на крајот да ја оневозможи работата на машината. Ова се нарекува „проблем на првиот ѕид“. Едно решение е да се користи течен метален ѕид, кој ја опкружува реакцијата на фузија и ја штити машината. Друг пристап е да се воведат горива кои произведуваат помалку неутрони. Тие вклучуваат гориво од протон-бор, за кое се потребни уште повисоки температури за да се создаде фузија и деутериум-хелиум-3, кој природно не се појавува на Земјата.

2. Колку е изобилно горивото? Мешавина од два водородни изотопи, деутериум и тритиум, ги поттикнува повеќето реакции на фузија. Деутериумот лесно се добива од морската вода. Тритиум, од друга страна, мора да се произведува. Некои противници имаат предупреди дека „Нуклеарната фузија веќе се соочува со горивна криза“. тоа не е. Првите луѓе го решија ова прашање со интегрирање на производството на тритиум во реакцијата на фузија. Еден начин е да се користи ѕид од течен метал (олово-литиум) кој директно ја контактира фузионата плазма и произведува тритиумско гориво за машината за фузија. Во фаза на развој се и методите базирани на литиум за размножување на тритиум надвор од реакторот.

3. Колку е ефикасна енергетската конверзија? Во некои машини, течниот метален ѕид апсорбира топлина преку директен контакт со реакцијата на фузија. Течниот метал поминува низ разменувач на топлина, произведувајќи пареа што ќе ја придвижи турбината и ќе генерира електрична енергија - како што прават повеќето традиционални електрани. Друг ветувачки пристап е да се фати електрична енергија директно од електромагнетните полиња генерирани во реакција на фузија.

4. Кои дополнителни комплексности на системите би можеле да спречат навремено пуштање во употреба? Некои компании за фузија имаат за цел да користат докажани технологии за периферијата на нивните системи, додека други сметаат на откритија со напредни ласери, материјали и суперпроводници. Овие се дискутирани во некои фасцинантни трудови во рецензирани списанија, и тоа е загриженоста. Тие се ветувачки, но недокажани. Потсетиме дека кога Tesla ги претстави своите први автомобили, практично целата технологија беше докажана. Инвеститорите во фузија треба да прават разлика помеѓу теоретските системи и оние кои користат критични делови кои се тестирани во реални услови.

5. Каде стои демо постројката и стратегијата за комерцијализација? Врвните кандидати постигнаа фузија во лабораторија и ги докажаа своите основни технологии и поединечни компоненти во тест кревети. Сега, тие треба да докажат дека целосниот систем може да работи во демо-централа во обем - оттука, интензитетот на капиталот. Водечките потфати за фузија почнуваат да го зголемуваат својот основен тим од специјалисти и доктори на лаборатории за фузија со инженерски тим кој знае како да изгради електрана. Овој премин од лабораторија во реална апликација не е мал подвиг. Дури почнуваме да гледаме дека компаниите за фузија ангажираат персонал за развој на бизнисот и ги пласираат правата на првата комерцијална фабрика.

6. Која ќе биде големината? Водечките компании за фузија работат на постројки со големина од 50 мегавати (MW) до 500 MW. Големината на машината е од клучно значење затоа што влијае на почетната инвестициска цена. Помалите, модуларни машини ќе им олеснат на индивидуалните комунални претпријатија да донесат одлуки за инвестирање за комерцијална фабрика. Големината, исто така, влијае на тоа дали единиците за фузија може да се користат за апликации како што се превоз преку океанот и други апликации со пониска енергија.

7. Последно, но не и најмалку важно, колкава е прогнозата на трошоците за MWh (мегават час)? Компаниите за фузија директно се натпреваруваат со централите на јаглен и гас кои обезбедуваат основна енергија низ целиот свет. Така, израмнетиот трошок за енергија (LCOE) треба да биде конкурентен со јагленот кој, според советодавната фирма Лазард, се движи од 65 $/MWh во највалканите до 152 $/MWh со интегрирано зафаќање на јаглерод од 90%. Машините за фузија кои користат скапи ласери со голема моќност или суперспроводливи магнети направени од ретки материјали би можеле да се борат со тој LCOE. Се разбира, трошоците за овие компоненти ќе се намалат со текот на времето. Машините за фузија кои користат механичка компресија (како клипови во дизел мотор) или кинетички акцелератори (во основа, пиштол со погон на гас) веројатно ќе имаат предност во трошоците во следните неколку децении.

Време е да се соочиме со музиката

Иако овие преостанати предизвици изгледаат надминливи, на прашање Прашав уште пред неколку години: Кој има храброст да ги финансира демонстративните погони и да ја турка фузијата на пазарот?

Инвеститорите кои се преселуваат сега имаат шанса да заработат големи приноси. Некои од горенаведените компании за фузија сè уште имаат скромни цени. Се разбира, некои инвеститори може да се борат со потенцијалното влијание на фузијата врз нивните постојни енергетски портфолија, особено ако тие вклучуваат фосилни горива, ветер и сончева енергија.

Велам дека е време конечно да се соочиме со музиката. Со оглед на заканата од климатските промени и зголемената побарувачка за енергија, фузијата е од клучно значење за постигнување на нето нула до 2050 година. Ниту една друга технологија не може да ги надмине фосилните горива.₂ емисиите или направи повеќе за да елиминирање на енергетската зависност од непријателски режими, како Русија на Путин. Fusion е менувачот на играта што може да ја направи енергијата навистина локална, безбедна и обилна. Тоа навестува промена од централизирана, автократска енергетска индустрија кон локализирана, демократска енергетска понуда.

А фузијата не е веќе 20 години. Штом првата постројка за фузија ќе биде комерцијално оперативна по разумни трошоци, префрлањето може да биде брзо. Запомнете, беа потребни векови за да се развијат технологиите зад автомобилот, но на автомобили им беа потребни само околу една деценија да ги заменат коњите во Лондон и Њујорк. Штом има подобра и поевтина иновација, таа неминовно победува.

Тешката вистина е дека без чекор-промена иновација во енергијата, ќе го надминеме 1.5 ° C овој век. Да се ​​надеваме дека комерцијализацијата на фузијата ќе се движи побрзо од температурите.