Käytämme niitä tarjotaksemme sinulle parhaan mahdollisen käyttökokemuksen. Jos jatkat verkkosivustomme käyttöä, oletamme, että hyväksyt kaikkien evästeiden käytön tällä verkkosivustolla.
Italialainen öljy-yhtiö Eni investoi 50 miljoonaa dollaria Commonwealth Fusion Systemsiin, MIT:n spin-out-yritykseen, joka tekee yhteistyötä instituutin kanssa suprajohtavien magneettien kehittämiseksi hiilineutraalin energian tuottamiseksi SPARC-nimisessä fuusiovoimakokeessa. Julian Turner kertoo tarkemmin toimitusjohtaja Robert Mumgaardilta.
Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) pyhien salien sisällä on käynnissä energiavallankumous. Vuosikymmenten edistyksen jälkeen tiedemiehet uskovat, että fuusioenergia on vihdoin valmis ottamaan aikansa ja että rajattoman, palamisvapaan ja hiilineutraalin energian Graalin malja voi olla ulottuvilla.
Italialainen energiajätti Eni jakaa tämän optimismin ja investoi 50 miljoonaa euroa (62 miljoonaa dollaria) yhteistyöhankkeeseen MIT:n Plasma Fusion and Science Centerin (PSFC) ja yksityisen yrityksen Commonwealth Fusion Systemsin (CFS) kanssa. Hankkeen tavoitteena on nopeuttaa fuusiovoiman saantia sähköverkkoon jopa 15 vuodessa.
Fuusion, auringon ja tähtien voimanlähteenä olevan prosessin, hallinta on pysähdyksissä ikivanhan ongelman vuoksi: vaikka käytäntö vapauttaa valtavia määriä energiaa, se voidaan suorittaa vain miljoonien celsiusasteiden äärimmäisissä lämpötiloissa, jotka ovat kuumempia kuin auringon keskusta ja liian kuumia millekään kiinteälle aineelle.
Fuusiopolttoaineiden rajoittamisen näiden äärimmäisten olosuhteiden vuoksi fuusiovoimakokeet ovat tähän mennessä toimineet alijäämällä, tuottaen vähemmän energiaa kuin fuusioreaktioiden ylläpitämiseen tarvitaan, eivätkä ne siksi pysty tuottamaan sähköä verkkoon.
”Fuusiotutkimusta on tutkittu laajasti viime vuosikymmeninä, mikä on johtanut tieteellisen ymmärryksen ja fuusiovoimateknologioiden edistymiseen”, sanoo CFS:n toimitusjohtaja Robert Mumgaard.
”CFS kaupallistaa fuusiota käyttämällä suurkenttämenetelmää, jossa kehitämme uusia suurkenttämagneetteja pienempien fuusiolaitteiden valmistamiseksi käyttäen samaa fysiikkamenetelmää kuin suuremmissa valtion ohjelmissa. Tätä varten CFS tekee tiivistä yhteistyötä MIT:n kanssa yhteistyöprojektissa, joka alkaa uusien magneettien kehittämisestä.”
SPARC-laite käyttää voimakkaita magneettikenttiä pitääkseen kuuman plasman – subatomisten hiukkasten kaasumaisen keiton – paikallaan estäen sen joutumisen kosketuksiin minkään donitsinmuotoisen tyhjiökammion osan kanssa.
”Suurin haaste on luoda plasma fuusiolle soveltuvissa olosuhteissa, jotta se tuottaa enemmän energiaa kuin kuluttaa”, Mumgaard selittää. ”Tämä nojaa vahvasti fysiikan osa-alueeseen, joka tunnetaan plasmafysiikkana.”
Tämä kompakti koe on suunniteltu tuottamaan noin 100 MW lämpöä kymmenen sekunnin pulsseissa, mikä on yhtä paljon energiaa kuin pieni kaupunki käyttää. Koska SPARC on kuitenkin koe, se ei sisällä järjestelmiä, jotka muuttavat fuusioenergian sähköksi.
MIT:n tutkijat odottavat tehon olevan yli kaksinkertainen plasman lämmittämiseen käytettyyn tehoon verrattuna, ja lopulta saavutetaan lopullinen tekninen virstanpylväs: fuusiosta saatava positiivinen nettoenergia.
”Fuusio tapahtuu plasman sisällä, jota pidetään paikallaan ja eristetään magneettikentillä”, Mumgaard sanoo. ”Tämä on käsitteellisesti kuin magneettipullo. Magneettikentän voimakkuus liittyy erittäin vahvasti magneettipullon kykyyn eristää plasma, jotta se voi saavuttaa fuusio-olosuhteet.”
”Jos siis pystymme valmistamaan vahvoja magneetteja, voimme valmistaa plasmoja, jotka voivat kuumentua ja tihentyä käyttämällä vähemmän energiaa sen ylläpitämiseen. Ja parempien plasmojen avulla voimme tehdä laitteista pienempiä ja helpommin rakennettavia ja kehitettäviä.”
”Korkean lämpötilan suprajohteiden avulla meillä on uusi työkalu erittäin voimakkaiden magneettikenttien ja siten parempien ja pienempien magneettipullojen valmistukseen. Uskomme, että tämä nopeuttaa fuusioprosessia.”
Mumgaard viittaa uuden sukupolven suurihalkaisijaisiin suprajohtaviin sähkömagneetteihin, joilla on potentiaalia tuottaa kaksi kertaa voimakkaampi magneettikenttä kuin missä tahansa nykyisessä fuusiokokeessa käytetty kenttä, mikä mahdollistaa yli kymmenkertaisen tehon kasvun kokoa kohden.
Uudet suprajohtavat magneetit on valmistettu teräsnauhasta, joka on päällystetty yttrium-barium-kuparioksidilla (YBCO). SPARC pystyy tuottamaan fuusiotehon, joka on noin viidennes ITERin tehosta, mutta laitteessa, jonka tilavuus on vain noin 1/65 ITERin tilavuudesta.
Pienentämällä nettofuusioenergialaitteiden rakentamiseen tarvittavaa kokoa, kustannuksia, aikataulua ja organisatorista monimutkaisuutta YBCO-magneetit mahdollistavat myös uusia akateemisia ja kaupallisia lähestymistapoja fuusioenergiaan.
”SPARC ja ITER ovat molemmat tokamakkeja, tietyntyyppisiä magneettipulloja, jotka perustuvat plasmafysiikan laajaan perustieteen kehitykseen vuosikymmenten aikana”, Mumgaard selventää.
”SPARC hyödyntää seuraavan sukupolven korkean lämpötilan suprajohdemagneetteja (HTS), jotka mahdollistavat paljon suuremman magneettikentän ja antavat tavoitellun fuusiotehon paljon pienemmässä koossa.”
"Uskomme, että tämä on avainasemassa fuusion saavuttamisessa ilmaston kannalta merkityksellisellä aikaskaalalla ja taloudellisesti houkuttelevan tuotteen luomisessa."
Aikataulujen ja kaupallisen kannattavuuden osalta SPARC on tokamak-suunnittelun kehitysaskel, jota on tutkittu ja jalostettu vuosikymmenten ajan, mukaan lukien MIT:ssä 1970-luvulla alkanut työ.
SPARC-kokeilun tavoitteena on tasoittaa tietä maailman ensimmäiselle todelliselle fuusiovoimalaitokselle, jonka kapasiteetti on noin 200 MW sähköä, mikä on verrattavissa useimpien kaupallisten sähkövoimalaitosten kapasiteettiin.
Vaikka fuusiovoimaan suhtaudutaan laajalle levinneeseen skeptisyyteen – Enillä on tulevaisuuteen suuntautuva visio olla ensimmäinen maailmanlaajuinen öljy-yhtiö, joka investoi siihen merkittävästi – tekniikan kannattajat uskovat, että tekniikka voi mahdollisesti täyttää merkittävän osan maailman kasvavasta energiantarpeesta ja samalla vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.
Uusien suprajohtavien magneettien mahdollistama pienempi mittakaava voi mahdollistaa nopeamman ja halvemman tavan tuottaa sähköä fuusioenergiasta verkossa.
Eni arvioi, että 200 MW:n fuusioreaktorin kehittäminen maksaa 3 miljardia dollaria vuoteen 2033 mennessä. ITER-hanke, Euroopan, Yhdysvaltojen, Kiinan, Intian, Japanin, Venäjän ja Etelä-Korean yhteistyöhanke, on yli puolivälissä tavoitettaan, joka on ensimmäinen ylikuumennetun plasman koe vuoteen 2025 mennessä ja ensimmäinen täystehoinen fuusio vuoteen 2035 mennessä, ja sen budjetti on noin 20 miljardia euroa. Kuten SPARC, ITER ei ole suunniteltu tuottamaan sähköä.
Kun Yhdysvaltain sähköverkko siirtyy pois monoliittisista 2–3 GW:n hiili- tai fissiovoimalaitoksista kohti 100–500 MW:n kokoluokkaa olevia voimalaitoksia, voiko fuusiovoima kilpailla kovilla markkinoilla – ja jos voi, niin milloin?
”Tutkimusta on vielä tehtävänä, mutta haasteet ovat tiedossa, uudet innovaatiot viitoittavat tietä asioiden nopeuttamiseksi, uudet toimijat, kuten CFS, tuovat kaupallista näkökulmaa ongelmiin ja perustiede on kypsää”, Mumgaard sanoo.
”Uskomme, että fuusio on lähempänä kuin monet ihmiset luulevat. Pysy kuulolla.” jQuery( document ).ready(function() { /* Yritysten karuselli */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
DAMM Cellular Systems A/S on yksi maailman johtavista luotettavien, kestävien ja helposti skaalautuvien maanpäällisten runkoverkkojen (TETRA) ja digitaalisten mobiiliradiojärjestelmien (DMR) toimittajista teollisuus-, kaupallisille ja julkisen turvallisuuden asiakkaille.
DAMM TetraFlex Dispatcher tarjoaa organisaatioille lisää tehokkuutta, kun ne hallinnoivat tilaajajoukkoa, joka tarvitsee radioviestinnän komentoa, ohjausta ja valvontaa.
DAMM TetraFlex -ääni- ja datalogijärjestelmä tarjoaa kattavat ja tarkat ääni- ja datatallennustoiminnot sekä laajan valikoiman CDR-lokitoimintoja.
Green Tape Solutions on australialainen konsulttiyritys, joka on erikoistunut ympäristöarviointeihin, hyväksyntöihin ja auditointeihin sekä ekologisiin kartoituksiin.
Kun haluat parantaa voimalaitoksesi suorituskykyä ja luotettavuutta, tarvitset oikeanlaisen simulointikokemuksen. Yksi yritys on omistautunut tuottamaan todenmukaisia voimalaitossimulaattoreita, jotka varmistavat, että henkilöstölläsi on tarvittava tietotaito voimalaitoksesi turvalliseen ja tehokkaaseen käyttöön.
Julkaisun aika: 18.12.2019