Τα χρησιμοποιούμε για να σας προσφέρουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε τον ιστότοπό μας, θα υποθέσουμε ότι συμφωνείτε να λαμβάνετε όλα τα cookies σε αυτόν τον ιστότοπο.
Η ιταλική πετρελαϊκή εταιρεία Eni επενδύει 50 εκατομμύρια δολάρια στην Commonwealth Fusion Systems, μια εταιρεία του MIT που συνεργάζεται με το ινστιτούτο για την ανάπτυξη υπεραγώγιμων μαγνητών για την παραγωγή ενέργειας μηδενικών εκπομπών άνθρακα σε ένα πείραμα σύντηξης που ονομάζεται SPARC. Ο Julian Turner ενημερώνεται από τον Διευθύνοντα Σύμβουλο Robert Mumgaard.
Βαθιά μέσα στις ιερές αίθουσες του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT), λαμβάνει χώρα μια ενεργειακή επανάσταση. Μετά από δεκαετίες προόδου, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ενέργεια σύντηξης είναι επιτέλους έτοιμη να διεκδικήσει την εποχή της και ότι το ιερό δισκοπότηρο της απεριόριστης, χωρίς καύση και μηδενικών εκπομπών άνθρακα ενέργειας μπορεί να είναι εφικτό.
Ο ιταλικός ενεργειακός γίγαντας Eni συμμερίζεται αυτήν την αισιοδοξία, επενδύοντας 50 εκατομμύρια ευρώ (62 εκατομμύρια δολάρια) σε ένα συνεργατικό έργο με το Κέντρο Σύντηξης Πλάσματος και Επιστήμης (PSFC) του MIT και την ιδιωτική εταιρεία Commonwealth Fusion Systems (CFS), το οποίο στοχεύει στην επιτάχυνση της ενσωμάτωσης της ενέργειας από σύντηξη στο δίκτυο σε μόλις 15 χρόνια.
Ο έλεγχος της σύντηξης, της διαδικασίας που τροφοδοτεί τον ήλιο και τα αστέρια, έχει καθυστερήσει από το πανάρχαιο πρόβλημα: ενώ η πρακτική απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σε ακραίες θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, θερμότερες από το κέντρο του ήλιου και πολύ υψηλές για να αντέξει οποιοδήποτε στερεό υλικό.
Ως αποτέλεσμα της πρόκλησης του περιορισμού των καυσίμων σύντηξης σε αυτές τις ακραίες συνθήκες, τα πειράματα παραγωγής ενέργειας από σύντηξη έχουν, μέχρι σήμερα, λειτουργήσει με έλλειμμα, παράγοντας λιγότερη ενέργεια από ό,τι απαιτείται για τη διατήρηση των αντιδράσεων σύντηξης και, ως εκ τούτου, δεν είναι σε θέση να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για το δίκτυο.
«Η έρευνα για τη σύντηξη έχει μελετηθεί εκτενώς τις τελευταίες δεκαετίες, με αποτέλεσμα την πρόοδο στην επιστημονική κατανόηση και τις τεχνολογίες για την ενέργεια από σύντηξη», λέει ο Διευθύνων Σύμβουλος της CFS, Robert Mumgaard.
«Η CFS εμπορευματοποιεί τη σύντηξη χρησιμοποιώντας την προσέγγιση υψηλού πεδίου, όπου αναπτύσσουμε νέους μαγνήτες υψηλού πεδίου για να κατασκευάσουμε μικρότερες συσκευές σύντηξης χρησιμοποιώντας την ίδια φυσική προσέγγιση με τα μεγαλύτερα κυβερνητικά προγράμματα. Για να το πετύχει αυτό, η CFS συνεργάζεται στενά με το MIT σε ένα συνεργατικό έργο, ξεκινώντας με την ανάπτυξη των νέων μαγνητών.»
Η συσκευή SPARC χρησιμοποιεί ισχυρά μαγνητικά πεδία για να συγκρατεί στη θέση της το θερμό πλάσμα - μια αέρια σούπα υποατομικών σωματιδίων - ώστε να αποτρέπει την επαφή του με οποιοδήποτε μέρος του θαλάμου κενού σε σχήμα ντόνατ.
«Η κύρια πρόκληση είναι να δημιουργηθεί ένα πλάσμα σε συνθήκες για να συμβεί σύντηξη, έτσι ώστε να παράγει περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνει», εξηγεί ο Mumgaard. «Αυτό βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε έναν υποτομέα της φυσικής που είναι γνωστός ως φυσική πλάσματος».
Αυτό το συμπαγές πείραμα έχει σχεδιαστεί για να παράγει περίπου 100MW θερμότητας σε παλμούς δέκα δευτερολέπτων, όση ενέργεια καταναλώνει μια μικρή πόλη. Ωστόσο, καθώς το SPARC είναι ένα πείραμα, δεν θα περιλαμβάνει τα συστήματα για τη μετατροπή της ενέργειας σύντηξης σε ηλεκτρική ενέργεια.
Οι επιστήμονες στο MIT προβλέπουν ότι η ισχύς εξόδου θα είναι υπερδιπλάσια από την ισχύ που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του πλάσματος, επιτυγχάνοντας τελικά το απόλυτο τεχνικό ορόσημο: θετική καθαρή ενέργεια από τη σύντηξη.
«Η σύντηξη λαμβάνει χώρα μέσα σε ένα πλάσμα που συγκρατείται στη θέση του και μονώνεται χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία», λέει ο Mumgaard. «Αυτό μοιάζει εννοιολογικά με μια μαγνητική φιάλη. Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου σχετίζεται πολύ έντονα με την ικανότητα της μαγνητικής φιάλης να μονώνει το πλάσμα, ώστε να μπορεί να φτάσει σε συνθήκες σύντηξης.
«Έτσι, αν μπορούμε να κατασκευάσουμε ισχυρούς μαγνήτες, μπορούμε να φτιάξουμε πλάσματα που μπορούν να θερμαίνονται και να πυκνώνουν χρησιμοποιώντας λιγότερη ενέργεια για να τα διατηρήσουν. Και με καλύτερα πλάσματα μπορούμε να κάνουμε τις συσκευές μικρότερες και πιο εύχρηστες στην κατασκευή και την ανάπτυξη.»
«Με τους υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας, έχουμε ένα νέο εργαλείο για να δημιουργήσουμε μαγνητικά πεδία πολύ υψηλής ισχύος και, επομένως, καλύτερες και μικρότερες μαγνητικές φιάλες. Πιστεύουμε ότι αυτό θα μας οδηγήσει στην σύντηξη πιο γρήγορα.»
Ο Mumgaard αναφέρεται σε μια νέα γενιά υπεραγώγιμων ηλεκτρομαγνητών μεγάλης διαμέτρου που έχουν τη δυνατότητα να παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο διπλάσιο από αυτό που χρησιμοποιείται σε οποιοδήποτε υπάρχον πείραμα σύντηξης, επιτρέποντας μια δεκαπλάσια αύξηση της ισχύος ανά μέγεθος.
Κατασκευασμένοι από χαλύβδινη ταινία επικαλυμμένη με μια ένωση που ονομάζεται οξείδιο του υττρίου-βαρίου-χαλκού (YBCO), οι νέοι υπεραγώγιμοι μαγνήτες θα επιτρέψουν στο SPARC να παράγει ισχύ σύντηξης περίπου το ένα πέμπτο αυτής του ITER, αλλά σε μια συσκευή που έχει όγκο μόνο περίπου το 1/65 του όγκου.
Μειώνοντας το μέγεθος, το κόστος, το χρονοδιάγραμμα και την οργανωτική πολυπλοκότητα που απαιτούνται για την κατασκευή συσκευών καθαρής ενέργειας σύντηξης, οι μαγνήτες YBCO θα επιτρέψουν επίσης νέες ακαδημαϊκές και εμπορικές προσεγγίσεις στην ενέργεια σύντηξης.
«Τα SPARC και ITER είναι και τα δύο tokamaks, ένας συγκεκριμένος τύπος μαγνητικής φιάλης που βασίζεται στην εκτεταμένη βασική επιστήμη της φυσικής πλάσματος που έχει αναπτυχθεί κατά τη διάρκεια των δεκαετιών», διευκρινίζει ο Mumgaard.
«Το SPARC θα χρησιμοποιήσει την επόμενη γενιά μαγνητών υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας (HTS) που επιτρέπουν ένα πολύ υψηλότερο μαγνητικό πεδίο, δίνοντας την στοχευμένη απόδοση σύντηξης σε πολύ μικρότερο μέγεθος.»
«Πιστεύουμε ότι αυτό θα αποτελέσει βασικό στοιχείο για την επίτευξη σύντηξης σε ένα χρονοδιάγραμμα σχετικό με το κλίμα και ένα οικονομικά ελκυστικό προϊόν».
Όσον αφορά τα χρονοδιαγράμματα και την εμπορική βιωσιμότητα, το SPARC αποτελεί εξέλιξη ενός σχεδιασμού tokamak που έχει μελετηθεί και βελτιωθεί εδώ και δεκαετίες, συμπεριλαμβανομένης της εργασίας στο MIT που ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970.
Το πείραμα SPARC στοχεύει να ανοίξει το δρόμο για την πρώτη πραγματική εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας από σύντηξη στον κόσμο, με χωρητικότητα περίπου 200 MW ηλεκτρικής ενέργειας, συγκρίσιμη με αυτή των περισσότερων εμπορικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.
Παρά τον εκτεταμένο σκεπτικισμό γύρω από την ενέργεια σύντηξης - η Eni έχει το μακρόπνοο όραμα να γίνει η πρώτη παγκόσμια πετρελαϊκή εταιρεία που θα επενδύσει σημαντικά σε αυτήν - οι υποστηρικτές πιστεύουν ότι η τεχνική μπορεί ενδεχομένως να καλύψει ένα σημαντικό μέρος των αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών του κόσμου, μειώνοντας παράλληλα τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Η μικρότερη κλίμακα που καθίσταται δυνατή από τους νέους υπεραγώγιμους μαγνήτες ενδεχομένως να επιτρέπει μια ταχύτερη και φθηνότερη διαδρομή προς την ηλεκτρική ενέργεια από την ενέργεια σύντηξης στο δίκτυο.
Η Eni εκτιμά ότι θα κοστίσει 3 δισεκατομμύρια δολάρια για την ανάπτυξη ενός αντιδραστήρα σύντηξης 200MW έως το 2033. Το έργο ITER, μια συνεργασία μεταξύ Ευρώπης, ΗΠΑ, Κίνας, Ινδίας, Ιαπωνίας, Ρωσίας και Νότιας Κορέας, έχει κάνει πάνω από τη μέση της επίτευξης του στόχου του για μια πρώτη δοκιμή υπερθερμαινόμενου πλάσματος έως το 2025 και την πρώτη σύντηξη πλήρους ισχύος έως το 2035, και έχει προϋπολογισμό περίπου 20 δισεκατομμύρια ευρώ. Όπως και με το SPARC, το ITER έχει σχεδιαστεί για να μην παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Έτσι, καθώς το αμερικανικό δίκτυο απομακρύνεται από μονολιθικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας από άνθρακα ή σχάση 2GW-3GW και κατευθύνεται προς εκείνους της κλίμακας 100MW-500MW, μπορεί η ενέργεια σύντηξης να ανταγωνιστεί σε μια δύσκολη αγορά - και, αν ναι, πότε;
«Υπάρχει ακόμη έρευνα που πρέπει να γίνει, αλλά οι προκλήσεις είναι γνωστές, η νέα καινοτομία δείχνει τον δρόμο για την επιτάχυνση των πραγμάτων, νέοι παράγοντες όπως το CFS φέρνουν εμπορική εστίαση στα προβλήματα και η βασική επιστήμη είναι ώριμη», λέει ο Mumgaard.
«Πιστεύουμε ότι η σύντηξη είναι πιο κοντά από ό,τι πιστεύουν πολλοί. Μείνετε συντονισμένοι.» jQuery( document ).ready(function() { /* Εταιρείες carousel */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
Η DAMM Cellular Systems A/S είναι ένας από τους παγκόσμιους ηγέτες σε αξιόπιστα, ανθεκτικά και εύκολα κλιμακώσιμα συστήματα επικοινωνίας Terrestrial Trunked Radio (TETRA) και Digital Mobile Radio (DMR) για βιομηχανικούς, εμπορικούς και δημόσιους πελάτες.
Το DAMM TetraFlex Dispatcher προσφέρει αυξημένη αποτελεσματικότητα σε οργανισμούς, λειτουργώντας έναν στόλο συνδρομητών που απαιτούν εντολή, έλεγχο και παρακολούθηση ραδιοεπικοινωνιών.
Το σύστημα καταγραφής φωνής και δεδομένων DAMM TetraFlex προσφέρει ολοκληρωμένες και ακριβείς λειτουργίες καταγραφής φωνής και δεδομένων, καθώς και ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων καταγραφής CDR.
Η Green Tape Solutions είναι μια αυστραλιανή συμβουλευτική εταιρεία, που ειδικεύεται σε περιβαλλοντικές αξιολογήσεις, εγκρίσεις και ελέγχους, καθώς και σε οικολογικές έρευνες.
Όταν θέλετε να βελτιώσετε την απόδοση και την αξιοπιστία του σταθμού παραγωγής ενέργειας σας, θα χρειαστείτε την κατάλληλη εμπειρία προσομοίωσης για να το πετύχετε. Μια εταιρεία έχει την αφοσίωση να παράγει ρεαλιστικούς προσομοιωτές σταθμών παραγωγής ενέργειας που διασφαλίζουν ότι το προσωπικό σας διαθέτει τις απαραίτητες γνώσεις για την ασφαλή και αποτελεσματική λειτουργία του σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Δεκεμβρίου 2019