CEO-ul Tokamak Energy vede zile promițătoare înainte pentru fuziunea nucleară

Cu toate știrile recente privind progresele în fuziunea nucleară, inclusiv anunțul Departamentului de Energie că oamenii de știință de la Laboratorul Național Lawrence Livermore au obținut o reacție de fuziune cu un câștig net de energie, o oportunitate care a apărut recent pentru a-l intervieva pe Chris Kelsall, CEO al Tokamak Energy. , părea întâmplător.

Într-un e-mail de vineri, Kelsall a numit anunțul DOE „un rezultat impresionant. Suntem într-o cursă contra cronometru pentru a elimina treptat combustibilii fosili și a face din fuziune o soluție disponibilă la nivel global pentru nevoile de energie ale lumii. Progresele de această natură sunt grozave pentru industrie, deoarece mai multe investiții private și publice se îndreaptă către tehnologia de fuziune.”

În timpul interviului nostru, desfășurat înainte de anunțul DOE, Kelsall a subliniat că un câștig net marginal de energie precum cel raportat de Livermore săptămâna trecută (3.15 megajouli de ieșire de energie dintr-o intrare de 2.05 megajouli livrat) este, totuși, o fracțiune din mărime. de câștig net de energie care trebuie obținut în cele din urmă pentru a face o tehnologie de fuziune cu adevărat scalabilă.

„Acesta nu este doar despre demonstrarea câștigului net de energie”, mi-a spus el. „Oamenii de știință îl numesc Q mai mare decât unu. Aceasta nu este o condiție suficientă pentru energia comercială de fuziune. De fapt, trebuie să ajungem la cel puțin Q mai mare de zece. „Țintim un Q de 25 pentru o fuziune comercială optimă pentru a oferi o sursă constantă de energie pentru case și industrie.”

Kelsall spune că compania este pe cale să demonstreze o putere curată, pregătită pentru rețea până la începutul anilor 2030. „Tokamak-ul sferic are avantaje semnificative de eficiență pe calea către energia de fuziune rentabilă în centrale electrice compacte, care urmează să fie implementată la nivel global. Tehnologia noastră folosește câmpuri magnetice puternice pentru a reține plasma – combustibilul de fuziune – într-un tokamak sferic care va furniza putere continuă. Acum suntem concentrați pe dezvoltarea know-how-ului esențial pentru dispozitivul nostru de fuziune prototip ST80-HTS avansat și instalația noastră pilot, ST-E1, în timp ce lucrăm pentru a furniza o fuziune curată, sigură și cu costuri reduse pentru toți.”

Cu sediul în Milton Park, care se află chiar la sud de Oxford și la vest de Londra, Tokamak Energy a fost înființată în 2009. „A fost o dezvoltare a laboratoarelor de cercetare Culham, care se află chiar la nord de locația biroului nostru”, spune Kelsall. „Laboratoarele sunt afiliate la Universitatea Oxford și au un pedigree destul de lung în investigarea tehnologiei de fuziune, datând de câteva decenii. Deci, avem vreo 13 ani. Până acum câțiva ani, aveam doar câteva zeci de oameni. Acum suntem peste 230 de oameni și avem peste 20 de naționalități de personal, toate tipurile diferite de fizicieni, toate tipurile diferite de ingineri.”

Afacerile Tokamak Energy se concentrează în jurul a două tehnologii cheie: Sistemul unic de reținere Tokamak sferic creat de companie; și magneții supraconductori de înaltă temperatură (HTS) care sunt parte integrantă a funcției sale. Cuvântul „tokamak” este derivat dintr-un acronim rusesc pentru „camera toroidală cu bobine magnetice”. Este, în termenii săi cei mai simpli, un dispozitiv conceput pentru crearea și reținerea unei reacții nucleare care simulează fuziunea plasmei care are loc în Soare și în toate celelalte stele.

Magneții supraconductori sunt proiectați să simuleze câmpul gravitațional masiv al Soarelui și să limiteze plasma. Plasma este creată prin supraîncălzirea unui combustibil cu hidrogen gazos până când formează o plasmă încărcată electric, a patra stare a materiei, care nu este nici solidă, nici lichidă, nici gazoasă. Reacția de fuziune nucleară care rezultă creează doar o mică semnătură radioactivă care nu prezintă deșeuri de mare activitate pe termen lung sau probleme legate de eliminare, comune cu tehnologia actuală de fisiune nucleară.

Cercetările au început pentru prima dată cu privire la tehnologia de bază tokamak în anii 1960, folosind module de reținere care semănau cu gogoși inel. Tokamak Energy folosește o versiune modificată care are formă sferică, similară cu un măr cu miez. Ținta actuală a companiei este să poată începe implementarea unei flote de centrale electrice cu amprentă mică, fiecare având capacitatea de a livra 500 de megawați în rețea până la mijlocul anilor 2030.

Kelsall spune că amprenta mică a „nu mai mult de unul sau două terenuri de fotbal în dimensiune”, combinată cu radioactivitatea minimă, deșeurile și preocupările de eliminare vor permite amplasarea fabricilor în sau în apropierea centrelor populației și industriale, reducând astfel drastic costurile și timpul. decalaje legate de necesitatea construirii unei infrastructuri mari de transport electric.

Deloc surprinzător, Kelsall vede piețele de energie ca fiind de departe cea mai mare oportunitate de piață – și nevoie – pentru energie de fuziune. „Știm că, pentru a ne îndeplini obiectivele climatice, lumea va trebui să se electrifice masiv”, spune el. „Viitoarele noastre rețele vor trebui, de asemenea, să crească semnificativ. Așadar, vedem că piețele de energie reprezintă aproximativ 60% din totalul oportunităților adresabile de piață pentru fuziune.”

Decarbonizarea sectoarelor industriale greu de atenuat, cum ar fi oțelul, produsele chimice, cimentul și altele este al doilea cel mai mare premiu potențial al fuziunii. „De multe ori este trecut cu vederea, dar este crucial”, spune Kelsall. „Vedem că reprezintă 30% din piața noastră globală țintă, alături de oportunități combinate de căldură și energie.”

Dar cum rămâne cu sursele regenerabile, eoliene și solare? „Părerea noastră este că sursele regenerabile sunt încă foarte importante, dar provocarea pe care o avem este că ele singure nu ne vor duce la obiectivele de care avem nevoie la nivel global”, răspunde Kelsall. „Nu este vorba doar despre climă. Este vorba și despre securitatea energetică.

„Situația actuală din Ucraina ne-a reamintit că nu este vorba doar de reducerea costurilor sistemului, fuziunea acționând ca o completare a surselor regenerabile. Este vorba, de asemenea, de furnizarea de reziliență, agilitate și diversificare a aprovizionării globale cu energie, astfel încât, dacă o sursă de energie se reduce, să nu fim complet într-o criză. Este o lume de astăzi în care ni se reamintește că securitatea energetică este securitate națională și cred că unor guverne li s-a reamintit acest lucru pe calea grea. Europa a fost foarte expusă. Deci, este problema abordării obiectivelor climatice, fuziunea oferind o completare crucială a surselor regenerabile. Este vorba despre securitatea energetică. Este vorba despre costuri mai mici. Deci aceasta este trilema – trebuie să fie și accesibilă.”

În cei doi ani de când și-a asumat rolul de CEO la Tokamak Energy, Kelsall spune că a observat o creștere dramatică a interesului investitorilor în sectorul fuziunii nucleare. „A existat o inflexiune foarte semnificativă, cred că palpabilă, a apetitului investitorilor și a interesului pentru spațiul de fuziune în ultimele 12 luni”, spune el. „Sectorul a avut în ultimii ani peste 5 miliarde de dolari de investiții în acțiuni provenite de la cele mai importante nume instituționale, suverane și strategice, precum și influențători cu valoare netă ultra-înaltă și operatori în domeniul energetic – frecvent prin unitățile lor de risc.”

El consideră, de asemenea, extrem de încurajatoare inițiativele guvernelor din Europa și, mai recent, din Statele Unite de a acorda prioritate finanțării cercetării și dezvoltării legate de fuziune. „Respectăm și admirăm cu adevărat ecosistemul care se formează în SUA. Am avut niște parteneriate grozave cu Universitatea din Illinois și Princeton Plasma Physics Laboratory, Oak Ridge și alții și dorim să continuăm această călătorie”, spune Kelsall.

„Guvernul SUA a recunoscut că fuziunea este de importanță geostrategică și a lansat un program de finanțare public/privat bazat pe repere, care este un analog cu un program anterior, care a condus în cele din urmă la SpaceX ca furnizor preferat al NASA de platforme de livrare orbitală. Și celălalt mare lucru pozitiv este, evident, Legea de reducere a inflației, care a inclus 280 de milioane de dolari în finanțare alocată pentru Departamentul de Energie pentru a promova cercetarea și dezvoltarea fuziunii.”

Per total, este un mediu de investiții din ce în ce mai promițător pentru cei implicați în cercetarea și dezvoltarea energiei de fuziune astăzi. Provocarea pentru Tokamak Energy și pentru alte companii care aspiră la fuziune este să demonstreze că tehnologiile și procesele lor respective pot atinge mărimile câștigurilor nete de energie care le vor face scalabile într-un mod economic.

După cum spune Kelsall, este o cursă contra cronometru, una care crește în urgență cu fiecare zi care trece.