Нет Зеро Неедс Фусион. Шта би инвеститори требало да питају лидере?

Хитност за фузионом енергијом не може се преценити. 27. октобра УН упозорио да „не постоји кредибилан пут до 1.5°Ц“, а тренутна политика указује на катастрофалних 2.8°Ц загревања до 2100. Фузија може бити једини извор енергије без угљеника који може да обезбеди неограничену снагу основног оптерећења и довољно сировина за сав чисти водоник неопходан за декарбонизацију индустрија које је тешко умањити. То је можда једини одржив пут до нето-нулте емисије до 2050. године.

Међутим, постоји један проблем са фузијом. Ниједна лабораторија или компанија није произвела више енергије него што је уложила у реакцију фузије, а камоли развила систем који би могао да ради у комерцијалном окружењу. Разумљиво, инвеститори се питају где заправо стоји фузија и који пројекти би могли да испоруче ову прилику од више трилиона долара да се реплицира моћ Сунца на Земљи.

Као дугогодишњи инвеститор у фузију, желим да разговарам о томе зашто је фузија важна, напретку који је ова индустрија постигла и о питањима која паметни инвеститори треба да постављају компанијама за фузију.

Зашто је фузија важна

Тренутно, ниједна енергетска технологија осим фузије не показује потенцијал да замени фосилна горива. Чини се да ништа друго није способно да задовољи растућу светску потражњу за енергијом и напајање клима уређаја, постројења за десалинизацију, електричних возила, производње зеленог водоника, итд. у обиму који нам је потребан за енергетску транзицију и живот на топлијој и сушој планети.

Наравно, морамо да повећамо ветар и соларну енергију, али њихови захтеви за земљиште, време и складиштење енергије значе да не могу да омогуће пуну транзицију енергије. Постројења за нуклеарну фисију су такође важна за Нет Зеро, али ризици од нуклеарног отпада, удеса и наоружања ограничавају њихову употребу.

Што се тиче водоника, оснивач Блоомберг НЕФ-а Мицхаел Лиебреицх недавно илустровано да би само замена прљавог водоника који користимо у производњи ђубрива, хемикалија и прераде нафте зеленим водоником тренутно захтевала 143% светских инсталираних соларних капацитета и капацитета ветра. Застрашујућа изјава. Не би оставио зелени водоник на располагању за било шта друго: не за производњу челика и алуминијума, не за балансирање енергетских мрежа или ЦО₂ хватање и складиштење, не за поморски и железнички транспорт. Једноставно неће бити довољно зелене сировине водоника без фузије.

Инсајдери из индустрије верују да би до 2050. године фузиона постројења могла да испоручују од 18% до 44% светске енергије. Фузија стога представља једну од најколосалнијих инвестиционих могућности нашег времена. Једном када буде комерцијално оперативан, фузија ће заменити већину индустрије фосилних горива.

Тхе Фусион Фронтруннерс

Удружење фузионе индустрије Извештаји да су приватне компаније за фузију до данас прикупиле преко 4.8 милијарди долара финансирања и више него удвостручиле укупно финансирање индустрије прошле године. Неколико лидера је постигло такав технички напредак да је веродостојно претпоставити да ће донети комерцијалну фузију на тржиште 2030-их. На листи су Генерал Фусион (у коме сам инвеститор), Цоммонвеалтх Фусион Системс, Хелион, ТАЕ Тецхнологиес, ​​Зап Енерги, Генерал Атомицс и Фирст Лигхт.

Свака од ових компанија за фузију намерава да отвори демонстрациону фабрику до друге половине ове деценије. Ово ће доказати да ли њихова технологија може да ради у великом обиму и да производи нето електричну енергију.

Џокерски знак је Кина, која ради на сопственој технологији фузије. Из очигледних разлога, западне владе радије не би зависиле од Кине за ову кључну технологију. Ту је и ИТЕР, међународни, јавно финансиран пројекат фузије на југу Француске који наде да испоруче снагу фузије до 2045.

Питања за инвеститоре која треба да поставе Фусион компаније

Изазов је не само произвести нето електричну енергију, већ то учинити на начин који је комерцијално одржив. Потребан је огроман притисак и топлота да би се атоми водоника спојили заједно да би се формирало теже језгро, ослобађајући енергију. На сунцу, гравитација даје довољно силе да омогући реакцију. На Земљи, машине за фузију морају да достигну температуре више од 100° милиона Ц да би поновиле те услове. То је тешко одржати и тешко за опрему.

Лидери су или решили или раде на превазилажењу преосталих препрека фузији заснованој на Земљи. Заинтересовани инвеститори, који се питају који пројекат фузије да подрже, треба да поставе следећа питања:

1. Колико је издржљива машина? Неутрони настали у реакцији фузије ударају у метални зид реактора, изазивајући стварање пликова, хемијску ерозију и нечистоће, и на крају чини машину неупотребљивом. Ово се зове „проблем првог зида“. Једно решење је коришћење зида од течног метала, који окружује реакцију фузије и штити машину. Други приступ је увођење горива која производе мање неутрона. То укључује гориво протон-бор, које захтева још више температуре за производњу фузије, и деутеријум-хелијум-3, који се не јавља природно на Земљи.

2. Колико има горива? Мешавина два изотопа водоника, деутеријума и трицијума, покреће већину реакција фузије. Деутеријум се лако добија из морске воде. Трицијум се, с друге стране, мора производити. Неки противници имају упозорио да се „Нуклеарна фузија већ суочава са кризом горива“. Није. Предњачи су решили овај проблем интеграцијом производње трицијума у ​​реакцију фузије. Један од начина је да се користи зид од течног метала (олово-литијум) који директно контактира фузиону плазму и производи трицијумско гориво за машину за фузију. Методе узгоја трицијума ван реактора засноване на литијуму су такође у развоју.

3. Колико је ефикасна конверзија енергије? У неким машинама, зид течног метала апсорбује топлоту директним контактом са реакцијом фузије. Течни метал пролази кроз измењивач топлоте, производећи пару која ће покретати турбину и производити електричну енергију – као што то чини већина традиционалних електрана. Још један обећавајући приступ је хватање струје директно из електромагнетних поља насталих у реакцији фузије.

4. Које додатне сложености система могу да спрече благовремено увођење? Неке компаније за фузију имају за циљ да користе проверене технологије за периферију својих система, док друге рачунају на продоре са напредним ласерима, материјалима и суперпроводницима. О томе се расправља у неким фасцинантним радовима у рецензираним часописима, и то је брига. Они обећавају, али недоказани. Подсетимо, када је Тесла представио своје прве аутомобиле, практично је сва технологија била доказана. Инвеститори у фузију треба да праве разлику између теоретских система и оних који користе критичне делове који су тестирани у реалним условима.

5. Где се налази демо постројење и стратегија комерцијализације? Најбољи кандидати су постигли фузију у лабораторији и доказали своје основне технологије и појединачне компоненте на тестним станицама. Сада треба да докажу да цео систем може да ради у демо постројењу у великом обиму – дакле, капитални интензитет. Водећи подухвати у области фузије почињу да проширују свој основни тим специјалиста и доктора наука у лабораторији за фузију са инжењерским тимом који зна како да направи електрану. Овај прелазак из лабораторије у апликацију у стварном свету није мали подвиг. Чак почињемо да видимо да компаније за фузију запошљавају особље за развој пословања и продају права на прву комерцијалну фабрику.

6. Која ће бити величина? Водеће компаније за фузију раде на постројењима у распону од 50 мегавата (МВ) до 500 МВ. Величина машине је пресудна јер утиче на цену инвестиције. Мање, модуларне машине ће олакшати појединачним комуналним предузећима доношење одлука о улагању у комерцијално постројење. Величина такође утиче на то да ли се јединице за фузију могу користити за апликације као што су океански транспорт и друге апликације са нижом енергијом.

7. На крају, али не и најмање важно, колики је прогнозирани трошак по МВх (мегават сату)? Фусион компаније се директно такмиче са електранама на угаљ и гас које обезбеђују енергију основног оптерећења широм света. Стога, нивелисани трошак енергије (ЛЦОЕ) треба да буде конкурентан угљу који, према саветодавној фирми Лазард, опсега са 65 УСД/МВх на најпрљавији на 152 УСД/МВх са интегрисаним хватањем угљеника од 90%. Машине за фузију које користе скупе ласере велике снаге или суперпроводне магнете направљене од ретких материјала могле би да се боре са тим ЛЦОЕ. Наравно, трошкови ових компоненти ће се временом смањити. Машине за фузију које користе механичку компресију (слично клиповима у дизел мотору) или кинетичке акцелераторе (у основи, пиштољ на гас) вероватно ће имати предност у трошковима у наредних неколико деценија.

Време је да се суочите са музиком

Иако се ови преостали изазови чине премостивим, питање Питао сам пре много година: Ко има петљу да финансира демонстрациона постројења и пласира фузију на тржиште?

Инвеститори који се сада преселе имају шансу да зараде огромне приносе. Неке од горе наведених компанија за фузију и даље имају скромне цене. Наравно, неки инвеститори се могу борити са потенцијалним утицајем фузије на њихове постојеће енергетске портфеље, посебно ако они укључују фосилна горива, ветар и соларну енергију.

Кажем да је време да се коначно суочимо са музиком. С обзиром на претњу климатских промена и растућу потражњу за енергијом, фузија је кључна за постизање нето нуле до 2050. Ниједна друга технологија не може да надмаши фосилна горива, да направи већи пад у ЦО₂ емисије или учинити више да елиминисати енергетску зависност од непријатељских режима, као Путинова Русија. Фусион је мењач игре који би могао да учини да енергија буде заиста локална, безбедна и богата. То представља прелазак са централизоване, аутократске енергетске индустрије на локализовано, демократско снабдевање енергијом.

А фузија више није удаљена 20 година. Једном када прво фузионо постројење буде комерцијално оперативно по разумној цени, прелазак би могао бити брз. Запамтите, били су потребни векови да се развију технологије иза аутомобила, али је аутомобилима требало само око деценију да замене коње у Лондону и Њујорку. Чим постоји боља и јефтинија иновација, она неминовно побеђује.

Тешка истина је да ћемо без иновација у енергетици, прећи 1.5°Ц у овом веку. Надајмо се да ће се комерцијализација фузије кретати брже од температура.