We gebruiken ze om u de beste ervaring te bieden. Als u onze website blijft gebruiken, gaan we ervan uit dat u akkoord gaat met alle cookies op deze website.
Het Italiaanse oliebedrijf Eni investeert $50 miljoen in Commonwealth Fusion Systems, een spin-off van MIT die met het instituut samenwerkt aan de ontwikkeling van supergeleidende magneten om CO2-vrije energie op te wekken in een fusie-experiment genaamd SPARC. Julian Turner krijgt alle ins en outs van CEO Robert Mumgaard.
Diep in de heilige hallen van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) vindt een energierevolutie plaats. Na decennia van vooruitgang geloven wetenschappers dat kernfusie eindelijk klaar is om haar hoogtepunt te bereiken en dat de heilige graal van grenzeloze, verbrandingsvrije, koolstofvrije energie binnen handbereik is.
Ook de Italiaanse energiegigant Eni deelt dit optimisme en investeert € 50 miljoen ($ 62 miljoen) in een samenwerkingsproject met het Plasma Fusion and Science Center (PSFC) van MIT en het particuliere bedrijf Commonwealth Fusion Systems (CFS). Het doel is om binnen 15 jaar fusie-energie snel op het net te kunnen aansluiten.
De beheersing van kernfusie, het proces dat de zon en de sterren van energie voorziet, wordt gehinderd door een eeuwenoud probleem: hoewel bij deze techniek enorme hoeveelheden energie vrijkomen, kan dit alleen bij extreme temperaturen van miljoenen graden Celsius. Dat is heter dan het middelpunt van de zon en te heet voor welk vast materiaal dan ook om te overleven.
De uitdaging om fusiebrandstoffen in deze extreme omstandigheden op te sluiten, heeft ertoe geleid dat experimenten met fusie-energie tot nu toe op een tekort hebben gedraaid. Er wordt minder energie opgewekt dan nodig is om de fusiereacties in stand te houden en er kan dus geen elektriciteit voor het net worden opgewekt.
"De afgelopen decennia is er uitgebreid onderzoek gedaan naar fusie-energie, wat heeft geleid tot vooruitgang in wetenschappelijk inzicht en technologieën voor kernfusie-energie", aldus Robert Mumgaard, CEO van CFS.
CFS commercialiseert fusie met behulp van de high-field-benadering, waarbij we nieuwe high-field-magneten ontwikkelen om kleinere fusie-apparaten te maken met dezelfde fysica-benadering als de grotere overheidsprogramma's. Om dit te bereiken, werkt CFS nauw samen met MIT in een samenwerkingsproject, te beginnen met de ontwikkeling van de nieuwe magneten.
Het SPARC-apparaat maakt gebruik van krachtige magnetische velden om het hete plasma – een gasvormige soep van subatomaire deeltjes – op zijn plaats te houden, zodat het niet in contact komt met enig deel van de donutvormige vacuümkamer.
"De grootste uitdaging is om een plasma te creëren onder de omstandigheden waarin fusie kan plaatsvinden, zodat het meer energie produceert dan het verbruikt", legt Mumgaard uit. "Dit is sterk afhankelijk van een deelgebied van de natuurkunde dat bekendstaat als plasmafysica."
Dit compacte experiment is ontworpen om in pulsen van tien seconden ongeveer 100 MW aan warmte te produceren, evenveel als een kleine stad verbruikt. Maar omdat SPARC een experiment is, zal het geen systemen bevatten om de fusie-energie om te zetten in elektriciteit.
Wetenschappers van MIT verwachten dat de opbrengst meer dan twee keer zo groot zal zijn als het vermogen dat nodig is om het plasma te verhitten. Daarmee is eindelijk de ultieme technische mijlpaal bereikt: positieve netto-energie uit kernfusie.
"Fusie vindt plaats in een plasma dat op zijn plaats wordt gehouden en geïsoleerd door magnetische velden", zegt Mumgaard. "Dit is conceptueel vergelijkbaar met een magnetische fles. De sterkte van het magnetische veld hangt sterk samen met het vermogen van de magnetische fles om het plasma te isoleren, zodat het fusiecondities kan bereiken.
"Als we dus sterke magneten kunnen maken, kunnen we plasma's maken die heter en dichter kunnen worden met minder energie om ze in stand te houden. En met betere plasma's kunnen we de apparaten kleiner en handzamer maken om te bouwen en te ontwikkelen.
Met hogetemperatuursupergeleiders hebben we een nieuw instrument om zeer sterke magnetische velden te creëren, en dus betere en kleinere magnetische flessen. We geloven dat we hiermee sneller fusie kunnen bereiken.
Mumgaard verwijst naar een nieuwe generatie supergeleidende elektromagneten met een groot kaliber die een magnetisch veld kunnen produceren dat twee keer zo sterk is als het veld dat in bestaande fusie-experimenten wordt gebruikt. Hierdoor kan het vermogen per grootte meer dan tien keer zo groot worden.
De nieuwe supergeleidende magneten zijn gemaakt van staalband dat is gecoat met een verbinding genaamd yttrium-barium-koperoxide (YBCO). Hiermee kan SPARC een fusie-energie-output opwekken die ongeveer een vijfde is van die van ITER, maar dan in een apparaat dat slechts 1/65e van zijn volume is.
Door de benodigde omvang, kosten, tijdlijn en organisatorische complexiteit voor de bouw van nettofusie-energie-apparaten te verkleinen, maken YBCO-magneten ook nieuwe academische en commerciële benaderingen van fusie-energie mogelijk.
“SPARC en ITER zijn allebei tokamaks, een specifiek type magnetische fles gebaseerd op de uitgebreide basiswetenschap van de ontwikkeling van de plasmafysica in de afgelopen decennia”, verduidelijkt Mumgaard.
“SPARC zal gebruikmaken van de volgende generatie hogetemperatuursupergeleidermagneten (HTS) die een veel sterker magnetisch veld mogelijk maken, waardoor de beoogde fusieprestaties bij een veel kleiner formaat mogelijk zijn.
“Wij geloven dat dit een sleutelelement zal zijn om fusie te bereiken op een klimaatrelevante tijdschaal en een economisch aantrekkelijk product.”
Wat betreft tijdschema's en commerciële haalbaarheid: SPARC is een verdere ontwikkeling van een tokamakontwerp dat al tientallen jaren wordt bestudeerd en verfijnd, onder meer door het MIT dat in de jaren zeventig met het onderzoek begon.
Het SPARC-experiment moet de weg vrijmaken voor 's werelds eerste echte fusie-energiecentrale met een capaciteit van ongeveer 200 MW aan elektriciteit, vergelijkbaar met de capaciteit van de meeste commerciële elektriciteitscentrales.
Ondanks wijdverbreide scepsis rond kernfusie-energie – Eni heeft de toekomstgerichte visie om het eerste wereldwijde oliebedrijf te worden dat er fors in investeert – geloven voorstanders dat de techniek potentieel kan voorzien in een aanzienlijk deel van de groeiende wereldwijde energiebehoefte en tegelijkertijd de uitstoot van broeikasgassen drastisch kan terugdringen.
De kleinere schaal die de nieuwe supergeleidende magneten mogelijk maken, maakt mogelijk een snellere en goedkopere manier mogelijk om elektriciteit uit fusie-energie op het net te halen.
Eni schat dat de ontwikkeling van een fusiereactor van 200 MW tegen 2033 $ 3 miljard zal kosten. Het ITER-project, een samenwerking tussen Europa, de VS, China, India, Japan, Rusland en Zuid-Korea, is al meer dan halverwege de doelstelling van een eerste superverhitte plasmatest tegen 2025 en een eerste fusiereactor op vol vermogen tegen 2035, en heeft een budget van ongeveer € 20 miljard. Net als SPARC is ITER ontworpen om geen elektriciteit te produceren.
Nu het Amerikaanse elektriciteitsnet verschuift van monolithische kolen- of kerncentrales van 2 GW-3 GW naar centrales van 100 MW-500 MW, rijst de vraag of kernfusie-energie kan concurreren op een lastige markt. En zo ja, wanneer?
"Er moet nog steeds onderzoek worden gedaan, maar de uitdagingen zijn bekend, nieuwe innovaties wijzen de weg om zaken te versnellen, nieuwe spelers zoals CFS brengen een commerciële focus op de problemen en de basiswetenschap is volwassen", aldus Mumgaard.
"Wij geloven dat fusie dichterbij is dan veel mensen denken. Blijf op de hoogte." jQuery( document ).ready(function() { /* Bedrijvencarrousel */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
DAMM Cellular Systems A/S is een van de wereldleiders op het gebied van betrouwbare, robuuste en eenvoudig schaalbare TETRA- (Terrestrial Trunked Radio) en DMR-communicatiesystemen (digitale mobiele radio) voor industriële, commerciële en openbare veiligheidsklanten.
DAMM TetraFlex Dispatcher verhoogt de efficiëntie in organisaties die een vloot abonnees beheren die radiocommunicatiecommando, -controle en -bewaking nodig hebben.
Het DAMM TetraFlex Voice and Data Log System biedt uitgebreide en nauwkeurige spraak- en dataregistratiefuncties, evenals een breed scala aan CDR-loggingfaciliteiten.
Green Tape Solutions is een Australisch adviesbureau dat gespecialiseerd is in milieueffectrapportages, vergunningen en audits, evenals ecologische onderzoeken.
Wilt u de prestaties en betrouwbaarheid van uw energiecentrale verbeteren? Dan heeft u de juiste simulatie-ervaring nodig. Eén bedrijf heeft de toewijding om levensechte energiecentralesimulatoren te produceren die ervoor zorgen dat uw personeel over de benodigde kennis beschikt om uw energiecentrale veilig en efficiënt te bedienen.
Plaatsingstijd: 18-12-2019