Извршни директор Токамака Енерги види обећавајуће дане за нуклеарну фузију

Уз све недавне вести у вези са напретком у нуклеарној фузији, укључујући и најаву Одељења за енергетику да су научници у Националној лабораторији Лоренс Ливермор постигли реакцију фузије са нето добити у енергији, прилика која се недавно указала да интервјуише Криса Келсала, генералног директора Токамак Енерги-а , изгледало случајно.

У мејлу у петак, Келсалл је најаву ДОЕ назвао „импресивним резултатом. У трци смо са временом да укинемо фосилна горива и учинимо фузију глобално доступним решењем за светске енергетске потребе. Напредак ове природе је одличан за индустрију јер се више приватних и јавних инвестиција улива у технологију фузије.”

Током нашег интервјуа, обављеног пре објаве ДОЕ, Келсалл је истакао да је маргинални нето енергетски добитак попут оног који је Ливермор пријавио прошле недеље (3.15 мегаџула излазне енергије из испорученог улаза од 2.05 мегаџула) само делић магнитуде нето добитка енергије који се на крају мора постићи да би технологија фузије била заиста скалабилна.

„Овде се не ради само о доказивању нето добитка енергије“, рекао ми је. „Научници то зову К већи од један. То није довољан услов за комерцијалну фузиону енергију. У ствари, морамо да дођемо до најмање К већег од десет. „Циљамо на К од 25 за оптималну комерцијалну фузију како бисмо обезбедили сталан извор енергије за домове и индустрију.

Келсалл каже да је компанија на путу да демонстрира чисту енергију која је спремна за мрежу до раних 2030-их. „Сферични токамак има значајне предности у погледу ефикасности на путу ка исплативој фузионој енергији у компактним електранама, које ће бити распоређене на глобалном нивоу. Наша технологија користи јака магнетна поља да задржи плазму – фузионо гориво – у сферном токамаку који ће испоручивати континуирану излазну снагу. Сада смо фокусирани на развој критичног знања за наш СТ80-ХТС напредни прототип фузионог уређаја и наше пилот постројење, СТ-Е1, док радимо на испоруци чисте, безбедне, јефтине фузије за све.”

Са седиштем у Милтон Парку, који се налази јужно од Оксфорда и западно од Лондона, Токамак Енерги је основан 2009. „Био је то део истраживачких лабораторија Цулхам које се налазе северно од локације наше канцеларије“, каже Келсал. „Лабораторије су повезане са Универзитетом Оксфорд и имају прилично дуг педигре у истраживању технологије фузије, који сеже неколико деценија уназад. Дакле, имамо око 13 година. До пре неколико година, имали смо само неколико десетина људи. Сада имамо преко 230 људи и имамо преко 20 националности особља, све различите врсте физичара, све различите типове инжењера.”

Пословни центар Токамак Енерги-а се фокусира на две кључне технологије: Јединствени сферни систем за задржавање Токамака који је компанија креирала; и високотемпературни суперпроводни (ХТС) магнети који су саставни део његове функције. Реч „токамак“ је изведена из руског акронима за „тороидална комора са магнетним калемовима“. Најједноставније речено, то је уређај дизајниран за стварање и обуздавање нуклеарне реакције која симулира фузију плазме која се дешава унутар Сунца и свих других звезда.

Суперпроводни магнети су дизајнирани да симулирају Сунчево огромно гравитационо поље и ограниче плазму. Плазма се ствара прегревањем гасовитог водоничног горива док не формира плазму са електричним набојем, четврто стање материје, која није ни чврста, ни течна ни гасна. Реакција нуклеарне фузије која резултира ствара само мали радиоактивни потпис који не представља дуготрајан отпад високог нивоа или сродна питања одлагања која су уобичајена за тренутну технологију нуклеарне фисије.

Истраживања су прво започела основну технологију токамака 1960-их, користећи модуле за задржавање који су личили на прстенасте крофне. Токамак Енерги користи модификовану верзију која је сферног облика, слична јабуци са језгром. Тренутни циљ компаније је да буде у могућности да почне да користи флоту електрана малих димензија, од којих свака има способност да испоручи 500 мегавата у мрежу до средине 2030-их.

Келсалл каже да ће мали отисак „не више од једног или два фудбалска терена“, у комбинацији са минималном радиоактивношћу, проблемима отпада и одлагања омогућити постављање постројења у или близу насељених и индустријских центара, чиме ће се драматично смањити трошкови и вријеме заостајања везана за потребу изградње велике електропреносне инфраструктуре.

Није изненађујуће што Келсалл види тржишта електричне енергије као далеко највећу тржишну прилику – и потребу – за фузионом енергијом. „Знамо да ће свет морати да се масовно електрификује да би испунио наше климатске циљеве“, каже он. „Наше будуће мреже ће такође морати значајно да расту. Дакле, видимо да тржишта електричне енергије представљају приближно 60% укупне адресибилне тржишне могућности за фузију.”

Декарбонизација индустријских сектора које је тешко умањити као што су челик, хемикалије, цемент и други је друга највећа потенцијална награда фузије. „Често се занемарује, али је кључно“, каже Келсал. „Ми то видимо као 30% нашег циљног глобалног тржишта, заједно са могућностима комбиноване топлоте и електричне енергије.

Али шта је са обновљивим изворима енергије, ветром и соларном енергијом? „Наше мишљење је да су обновљиви извори енергије и даље веома важни, али изазов који имамо је да нас они сами неће довести до циљева који су нам потребни глобално“, одговара Келсал. „Овде се не ради само о клими. Овде се такође ради о енергетској безбедности.

„Тренутна ситуација у Украјини нас је подсетила да се не ради само о смањењу трошкова система, при чему фузија делује као допуна обновљивим изворима енергије. Овде се такође ради о обезбеђивању отпорности, агилности и диверзификације у глобалном снабдевању енергијом, тако да ако се један извор енергије смањи, нисмо у потпуности у кризи. То је свет данас у коме се подсећамо да је енергетска безбедност национална безбедност, и мислим да су бројне владе на то на тежи начин подсећане. Европа је била веома изложена. Дакле, то је питање решавања климатских циљева фузијом која пружа кључну допуну обновљивим изворима енергије. Реч је о енергетској безбедности. Ради се о нижим трошковима. Дакле, то је трилема – такође мора бити приступачна.”

У две године откако је преузео улогу извршног директора у Токамак Енерги-у, Келсал каже да је видео драматичан пораст интересовања инвеститора за сектор нуклеарне фузије. „Дошло је до веома значајног, мислим да је опипљивог преокрета у апетиту инвеститора и интересовању за фузиони простор у последњих 12 месеци“, каже он. „Сектор је последњих година имао преко 5 милијарди долара улагања у капитал који су долазили од врхунских институционалних, суверених богатстава и стратешких имена, као и од утицајних људи са ултра високом нето вредношћу и енергетских компанија – често преко њихових јединица за улагања.

Он такође сматра веома охрабрујућим иницијативе влада у Европи, а недавно и у Сједињеним Државама да дају приоритет финансирању истраживања и развоја у вези са фузијом. „Ми заиста поштујемо и дивимо се екосистему који се ствара у САД. Имали смо сјајна партнерства са Универзитетом Илиноис и Лабораторијом за физику плазме Принстона, Оук Риџом и другима, и желимо да наставимо то путовање“, каже Келсал.

„Влада САД је препознала да је фузија од геостратешке важности и покренула је јавни/приватни програм финансирања заснован на прекретници који је аналог претходног програма који је на крају донео СпацеКс као НАСА-иног преферираног добављача платформи за орбиталне испоруке. А други велики позитиван је очигледно Закон о смањењу инфлације, који је укључио 280 милиона долара у финансирање додељено Министарству енергетике за унапређење истраживања и развоја фузије.

Све у свему, то је све обећавајуће окружење за инвестирање за оне који се данас баве истраживањем и развојем фузионе енергије. Изазов за Токамак Енерги и друге компаније које желе фузију је да покажу да њихове технологије и процеси могу постићи величину нето енергетске добити која ће их учинити скалабилним на економски начин.

Као што Келсал каже, то је трка са временом, она која постаје све хитнија са сваким даном.