Използваме ги, за да ви предоставим най-доброто изживяване. Ако продължите да използвате нашия уебсайт, ще приемем, че сте съгласни да получавате всички „бисквитки“ на този уебсайт.
Италианската петролна компания Eni инвестира 50 милиона долара в Commonwealth Fusion Systems, компания на MIT, която си сътрудничи с института в разработването на свръхпроводящи магнити за производство на енергия с нулеви въглеродни емисии в експеримент за термоядрен синтез, наречен SPARC. Джулиан Търнър получава информация от главния изпълнителен директор Робърт Мъмгард.
Дълбоко в свещените зали на Масачузетския технологичен институт (MIT) се случва енергийна революция. След десетилетия на напредък, учените вярват, че енергията от термоядрен синтез най-накрая е готова да заяви своя ден и че светият граал на неограничената, без горене, с нулеви въглеродни емисии може би е постижим.
Италианският енергиен гигант Eni споделя този оптимизъм, инвестирайки 50 милиона евро (62 милиона долара) в съвместен проект с Центъра за плазмен синтез и наука (PSFC) на MIT и частната компания Commonwealth Fusion Systems (CFS), чиято цел е ускорено внедряване на енергия от термоядрен синтез в мрежата само за 15 години.
Контролирането на термоядрения синтез, процесът, който захранва слънцето и звездите, е възпрепятствано от вековен проблем: макар практиката да освобождава огромни количества енергия, тя може да се извършва само при екстремни температури от милиони градуси по Целзий, по-горещи от центъра на слънцето и твърде горещи, за да издържи какъвто и да е твърд материал.
В резултат на предизвикателството, свързано с ограничаването на термоядрените горива в тези екстремни условия, експериментите с термоядрена енергия досега са протичали с дефицит, генерирайки по-малко енергия, отколкото е необходима за поддържане на реакциите на синтез, и следователно не са в състояние да произвеждат електроенергия за мрежата.
„Изследванията в областта на термоядрения синтез са били обстойно проучени през последните няколко десетилетия, което е довело до напредък в научното разбиране и технологиите за енергия от термоядрен синтез“, казва главният изпълнителен директор на CFS Робърт Мъмгард.
„CFS комерсиализира термоядрения синтез, използвайки подхода с високо поле, при който разработваме нови магнити с високо поле, за да създаваме по-малки устройства за термоядрен синтез, използвайки същия физичен подход като по-големите правителствени програми. За да постигне това, CFS работи в тясно сътрудничество с MIT в съвместен проект, започвайки с разработването на новите магнити.“
Устройството SPARC използва мощни магнитни полета, за да задържи на място горещата плазма – газова супа от субатомни частици – за да предотврати контакта ѝ с която и да е част от вакуумната камера с форма на поничка.
„Основното предизвикателство е да се създаде плазма при условия, необходими за протичане на термоядрен синтез, така че тя да произвежда повече енергия, отколкото консумира“, обяснява Мумгард. „Това до голяма степен разчита на подобласт на физиката, известна като физика на плазмата.“
Този компактен експеримент е проектиран да произвежда около 100 MW топлина в десетсекундни импулси, колкото енергията се използва от малък град. Но тъй като SPARC е експеримент, той няма да включва системи за преобразуване на енергията от термоядрен синтез в електричество.
Учените от MIT очакват произведената енергия да бъде повече от два пъти по-голяма от използваната за нагряване на плазмата, като най-накрая ще се постигне най-важният технически етап: положителна нетна енергия от термоядрен синтез.
„Синият термоядрен синтез се случва вътре в плазма, задържана на място и изолирана с помощта на магнитни полета“, казва Мумгард. „Това е концептуално подобно на магнитна бутилка. Силата на магнитното поле е тясно свързана със способността на магнитната бутилка да изолира плазмата, така че тя да може да достигне условия на синтез.“
„Следователно, ако можем да създадем силни магнити, можем да създадем плазми, които могат да станат по-горещи и по-плътни, използвайки по-малко енергия за поддържането им. А с по-добри плазми можем да направим устройствата по-малки и по-лесни за конструиране и разработване.“
„С високотемпературните свръхпроводници разполагаме с нов инструмент за създаване на магнитни полета с много висока сила и по този начин на по-добри и по-малки магнитни бутилки. Вярваме, че това ще ни доведе до по-бърз термоядрен синтез.“
Мумгард говори за ново поколение свръхпроводящи електромагнити с голям диаметър, които имат потенциала да генерират магнитно поле два пъти по-силно от това, използвано във всеки съществуващ експеримент за термоядрен синтез, което позволява повече от десетократно увеличение на мощността на размер.
Изработени от стоманена лента, покрита със съединение, наречено итрий-бариев-меден оксид (YBCO), новите свръхпроводящи магнити ще позволят на SPARC да произвежда термоядрена мощност около една пета от тази на ITER, но в устройство, което е само около 1/65 от обема.
Чрез намаляване на размера, разходите, сроковете и организационната сложност, необходими за изграждането на устройства за мрежова енергия от термоядрен синтез, YBCO магнитите ще позволят и нови академични и търговски подходи към енергията от термоядрен синтез.
„SPARC и ITER са токамаци, специфичен вид магнитна бутилка, базирана на обширната фундаментална наука за развитието на плазмената физика през десетилетията“, пояснява Мумгард.
„SPARC ще използва следващото поколение високотемпературни свръхпроводникови (HTS) магнити, които позволяват създаването на много по-силно магнитно поле, осигурявайки целенасочена производителност на термоядрения синтез при много по-малък размер.“
„Вярваме, че това ще бъде ключов компонент за постигане на термоядрен синтез в срок, съобразен с климатичните промени, и икономически атрактивен продукт.“
По въпроса за сроковете и търговската жизнеспособност, SPARC е еволюция на дизайн на токамак, който е изучаван и усъвършенстван в продължение на десетилетия, включително работа в MIT, започнала през 70-те години на миналия век.
Експериментът SPARC има за цел да проправи пътя за първото в света истинско съоръжение за термоядрен синтез с капацитет от около 200 MW електроенергия, сравним с този на повечето търговски електроцентрали.
Въпреки широко разпространения скептицизъм относно термоядрената енергия – Eni има далновидна визия да бъде първата световна петролна компания, която ще инвестира сериозно в нея – застъпниците ѝ смятат, че техниката може потенциално да задоволи значителна част от нарастващите енергийни нужди на света, като същевременно намали емисиите на парникови газове.
По-малкият мащаб, осигурен от новите свръхпроводящи магнити, потенциално позволява по-бърз и по-евтин път до електричество от термоядрена енергия в мрежата.
Eni изчислява, че разработването на термоядрен реактор с мощност 200 MW до 2033 г. ще струва 3 милиарда долара. Проектът ITER, съвместен проект между Европа, САЩ, Китай, Индия, Япония, Русия и Южна Корея, е на повече от половината път към целта си за първи тест със свръхнагрята плазма до 2025 г. и първи термоядрен синтез с пълна мощност до 2035 г., като бюджетът му е около 20 милиарда евро. Както и SPARC, ITER е проектиран да не произвежда електроенергия.
И така, с отдалечаването на американската електроенергийна мрежа от монолитни въглищни или ядрени електроцентрали с мощност 2GW-3GW към такива в диапазона 100MW-500MW, може ли термоядрената енергия да се конкурира на трудния пазар – и ако да, кога?
„Все още има изследвания, които трябва да се направят, но предизвикателствата са известни, новите иновации сочат пътя за ускоряване на нещата, нови играчи като CFS насочват търговския фокус към проблемите, а фундаменталната наука е зряла“, казва Мумгард.
„Вярваме, че сливането е по-близо, отколкото много хора си мислят. Очаквайте скоро.“ jQuery(document).ready(function() { /* Въртележка на компаниите */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
DAMM Cellular Systems A/S е един от световните лидери в надеждните, здрави и лесно мащабируеми наземни радио (TETRA) и цифрови мобилни радио (DMR) комуникационни системи за промишлени, търговски и обществени клиенти.
DAMM TetraFlex Dispatcher предлага повишена ефективност в организации, управляващи парк от абонати, които изискват радиокомуникационно управление, контрол и наблюдение.
Системата за запис на глас и данни DAMM TetraFlex предлага цялостни и точни функции за запис на глас и данни, както и широка гама от възможности за запис на CDR.
Green Tape Solutions е австралийска консултантска компания, специализирана в екологични оценки, одобрения и одити, както и екологични проучвания.
Когато търсите начини да подобрите производителността и надеждността на вашата електроцентрала, ще ви е необходим правилният симулационен опит, за да постигнете целта. Една компания е отдадена на създаването на реалистични симулатори на електроцентрали, които гарантират, че вашият персонал разполага с необходимите знания за безопасна и ефективна експлоатация на вашата електроцентрала.
Време на публикуване: 18 декември 2019 г.