Извршниот директор на Токамак енерџи гледа ветувачки денови за нуклеарна фузија

Со сите неодамнешни вести во врска со напредокот во нуклеарната фузија, вклучително и најавата на Министерството за енергија дека научниците од Националната лабораторија Лоренс Ливермор постигнале реакција на фузија со нето енергетска добивка, можност што се појави неодамна да го интервјуира Крис Келсал, извршен директор на Токамак енерџи , изгледаше случајно.

Во е-пошта во петокот, Келсал го нарече соопштението на DOE „импресивен резултат. Ние сме во трка со времето за постепено отстранување на фосилните горива и да ја направиме фузијата глобално достапно решение за енергетските потреби на светот. Напредокот од ваква природа е одличен за индустријата бидејќи повеќе приватни и јавни инвестиции се влеваат во технологијата на фузија“.

За време на нашето интервју, спроведено пред објавувањето на DOE, Келсал истакна дека маргиналната нето добивка на енергија како онаа што ја објави Ливермор минатата недела (3.15 мегаџули излезна енергија од внесен влез од 2.05 мегаџули испорачани) е, сепак, дел од големината на нето добивка на енергија што на крајот мора да се постигне за да се направи технологијата за фузија навистина скалабилна.

„Ова не е само за докажување на нето енергетска добивка“, ми рече тој. „Научниците го нарекуваат Q поголем од еден. Тоа не е доволен услов за комерцијална фузија енергија. Всушност, треба да стигнеме до барем Q поголем од десет. „Се стремиме кон Q од 25 за оптимална комерцијална фузија за да обезбедиме постојан извор на енергија за домовите и индустријата.

Келсал вели дека компанијата е на пат да демонстрира чиста моќност подготвена за мрежа до почетокот на 2030-тите. „Сферичниот токамак има значителни предности во ефикасноста на патот до економична фузија енергија во компактните електрани, што ќе се распореди на глобално ниво. Нашата технологија користи силни магнетни полиња за да ја содржи плазмата - горивото за фузија - во сферичен токамак кој ќе дава континуирана излезна моќност. Сега сме фокусирани на развивање на критичното знаење за нашиот напреден прототип за фузија ST80-HTS и нашата пилот-централа ST-E1, додека работиме на обезбедување чиста, сигурна, евтина фузија за сите.

Со седиште во Милтон Парк, кој се наоѓа јужно од Оксфорд и западно од Лондон, Tokamak Energy е основана во 2009 година. „Лабораториите се поврзани со Универзитетот во Оксфорд и имаат доста долго педигре во истражувањето на технологијата на фузија, кое се враќа неколку децении наназад. Значи, имаме околу 13 години. До пред неколку години имавме само неколку десетици луѓе. Сега имаме над 230 луѓе и имаме над 20 националности на персонал, сите различни типови физичари, сите различни типови инженери“.

Деловните активности на Токамак Енерџи се фокусираат на две клучни технологии: Уникатниот сферичен систем за задржување Токамак што го создаде компанијата; и високотемпературните суперспроводливи магнети (HTS) кои се составен дел од неговата функција. Зборот „токамак“ е изведен од рускиот акроним за „тороидална комора со магнетни намотки“. Во наједноставни зборови, тоа е уред дизајниран за создавање и задржување на нуклеарна реакција која симулира фузија на плазма што се случува во Сонцето и сите други ѕвезди.

Суперспроводливите магнети се дизајнирани да го симулираат масивното гравитационо поле на Сонцето и да ја ограничат плазмата. Плазмата се создава со прегревање на гасовито водородно гориво додека не формира електрично наполнета плазма, четвртата состојба на материјата, која не е ниту цврста, течна, ниту гасна. Реакцијата на нуклеарна фузија што резултира создава само мал радиоактивен потпис што не претставува долгорочен отпад на високо ниво или поврзани проблеми со отстранувањето заеднички со сегашната технологија за нуклеарна фисија.

Истражувањата за првпат започнаа на основната технологија токамак во 1960-тите, користејќи модули за задржување кои личеа на прстенест крофни. Tokamak Energy користи модифицирана верзија која е сферична по форма, слична на јаболко со јадро. Сегашната цел на компанијата е да може да започне со распоредување на флота од мали електрани, секоја со способност да испорача 500 мегавати во мрежата до средината на 2030-тите.

Келсал вели дека малиот отпечаток од „не повеќе од едно или две фудбалски игралишта во големина“, во комбинација со минимална загриженост за радиоактивност, отпад и отстранување ќе овозможи поставување на постројките во или во близина на населението и индустриските центри, со што драматично ќе се намалат трошоците и времето. заостанувања поврзани со потребата од изградба на голема инфраструктура за пренос на електрична енергија.

Не е изненадувачки, Келсал гледа на пазарите на електрична енергија како најголема пазарна можност - и потреба - за фузија енергија. „Знаеме дека, за да ги исполниме нашите климатски цели, светот ќе мора масовно да се електрифицира“, вели тој. „Нашите идни мрежи, исто така, ќе мора значително да пораснат. Така, гледаме дека пазарите на електрична енергија претставуваат приближно 60% од вкупната адресибилна пазарна можност за фузија“.

Декарбонизацијата на индустриските сектори кои тешко се намалуваат како челик, хемикалии, цемент и други е втората најголема потенцијална награда за фузијата. „Тоа често се занемарува, но е од клучно значење“, вели Келсал. „Го гледаме тоа како 30% од нашиот целен глобален пазар, заедно со можностите за комбинирана топлина и електрична енергија“.

Но, што е со обновливите извори на енергија, ветерот и сонцето? „Нашето мислење е дека обновливите извори се уште се навистина важни, но предизвикот што го имаме е дека тие сами нема да не доведат до целите што ни се потребни на глобално ниво“, одговара Келсал. „Ова не е само за климата. Овде станува збор и за енергетската безбедност.

„Тековната ситуација во Украина не потсети дека не се работи само за намалување на трошоците на системот, а фузијата делува како дополнување на обновливите извори на енергија. Ова е исто така за обезбедување на еластичност, агилност и диверзификација во глобалното снабдување со енергија, така што ако еден извор на енергија се намали, ние не сме целосно во криза. Денес е свет во кој се потсетуваме дека енергетската безбедност е национална безбедност и мислам дека голем број влади се потсетија за тоа на потешкиот начин. Европа беше многу изложена. Значи, тоа е прашањето за решавање на климатските цели со фузија што обезбедува клучно дополнување на обновливите извори на енергија. Се работи за енергетска безбедност. Се работи за помали трошоци. Значи, тоа е трилемата - исто така мора да биде прифатлива“.

За две години откако ја презеде улогата на извршен директор во Токамак енерџи, Келсал вели дека забележал драматичен пораст на интересот на инвеститорите во секторот за нуклеарна фузија. „Има многу значајна, мислам дека видлива промена на апетитот на инвеститорите и интересот за просторот за фузија во последните 12 месеци“, вели тој. „Секторот во последниве години имаше над 5 милијарди американски долари капитални инвестиции кои доаѓаат од врвни институционални, суверени богатства и стратешки имиња, како и ултра висока нето вредност влијателни фактори и енергетски носители - често преку нивните ризични единици.

Тој, исто така, смета дека иницијативите на владите во Европа, а од неодамна и во Соединетите Држави да се даде приоритет на финансирањето за истражување и развој поврзани со фузијата се многу охрабрувачки. „Навистина го почитуваме и му се восхитуваме на екосистемот што се гради во САД. Имавме одлични партнерства со Универзитетот во Илиноис и Лабораторијата за физика на плазма Принстон, Оук Риџ и други, и сакаме да го продолжиме тоа патување“, вели Келсал.

„Владата на САД препозна дека фузијата е од геостратешко значење и започна програма за финансирање базирана на јавна/приватна пресвртница која е аналогна на претходната програма што на крајот го даде SpaceX како претпочитан снабдувач на НАСА на платформи за орбитална испорака. А другата голема позитива е очигледно Законот за намалување на инфлацијата, кој вклучи 280 милиони долари финансирање доделени за Министерството за енергетика за унапредување на истражувањето и развојот на фузијата“.

Сè на сè, тоа е сè поперспективно инвестициско опкружување за оние кои се занимаваат со истражување и развој на фузија енергија денес. Предизвикот за Токамак енерџи и другите аспиранти компании за фузија е да покажат дека нивните соодветни технологии и процеси можат да постигнат големини во нето енергетските добивки што ќе ги направат скалабилни на економски начин.

Како што вели Келсал, тоа е трка со времето, трка која расте во итност со секој изминат ден.