Używamy ich, aby zapewnić Ci najlepsze doświadczenia. Jeśli będziesz nadal korzystać z naszej witryny, założymy, że chętnie otrzymujesz wszystkie pliki cookie na tej stronie.
Włoska firma naftowa Eni inwestuje 50 mln USD w Commonwealth Fusion Systems, spółkę typu spin-out MIT, która współpracuje z instytutem nad rozwojem nadprzewodzących magnesów w celu wytwarzania energii bezemisyjnej w eksperymencie fuzji jądrowej o nazwie SPARC. Julian Turner otrzymuje szczegółowe informacje od CEO Roberta Mumgaarda.
Głęboko w świętych korytarzach Massachusetts Institute of Technology (MIT) ma miejsce rewolucja energetyczna. Po dziesięcioleciach postępu naukowcy uważają, że energia fuzyjna jest wreszcie gotowa, aby zdobyć swój dzień i że święty Graal nieograniczonej, wolnej od spalania, zeroemisyjnej energii może być w zasięgu ręki.
Włoski gigant energetyczny Eni podziela ten optymizm, inwestując 50 mln euro (62 mln dolarów) we wspólny projekt z Plasma Fusion and Science Center (PSFC) z MIT oraz prywatną firmą Commonwealth Fusion Systems (CFS). Celem projektu jest szybkie wprowadzenie energii pochodzącej z fuzji do sieci w ciągu zaledwie 15 lat.
Kontrolowanie fuzji jądrowej, procesu, który napędza słońce i gwiazdy, napotyka na opór odwiecznego problemu: choć proces ten uwalnia ogromne ilości energii, można go przeprowadzić jedynie w ekstremalnych temperaturach rzędu milionów stopni Celsjusza, wyższych niż temperatura w jądrze słońca i zbyt gorących, aby mógł w nich przetrwać jakikolwiek stały materiał.
W rezultacie trudności związanych z przechowywaniem paliw fuzyjnych w tych ekstremalnych warunkach, eksperymenty z energią fuzyjną były dotychczas prowadzone w warunkach deficytowych, generując mniej energii, niż było potrzebne do podtrzymania reakcji fuzji, i w związku z tym nie były w stanie wytworzyć energii elektrycznej dla sieci.
„Badania nad fuzją jądrową były szeroko badane przez ostatnie kilkadziesiąt lat, co zaowocowało postępem w wiedzy naukowej i technologiach wykorzystywanych w syntezie jądrowej” — mówi Robert Mumgaard, dyrektor generalny CFS.
„CFS komercjalizuje fuzję, stosując podejście wysokiego pola, gdzie opracowujemy nowe magnesy wysokiego pola, aby tworzyć mniejsze urządzenia fuzyjne, stosując to samo podejście fizyczne, co większe programy rządowe. Aby to zrobić, CFS ściśle współpracuje z MIT w ramach wspólnego projektu, zaczynając od opracowania nowych magnesów”.
Urządzenie SPARC wykorzystuje silne pola magnetyczne, aby utrzymać na miejscu gorącą plazmę – gazową zupę cząstek subatomowych – zapobiegając jej zetknięciu się z jakąkolwiek częścią komory próżniowej w kształcie pączka.
„Głównym wyzwaniem jest stworzenie plazmy w warunkach umożliwiających zajście fuzji, tak aby produkowała więcej energii niż zużywa” – wyjaśnia Mumgaard. „W dużej mierze opiera się to na poddziedzinie fizyki znanej jako fizyka plazmy”.
Ten kompaktowy eksperyment ma na celu wytworzenie około 100 MW ciepła w dziesięciosekundowych impulsach, czyli tyle samo mocy, ile zużywa małe miasto. Jednak ponieważ SPARC jest eksperymentem, nie będzie obejmował systemów, które zamienią energię fuzji na energię elektryczną.
Naukowcy z MIT przewidują, że moc wyjściowa będzie dwukrotnie większa od energii potrzebnej do ogrzania plazmy, co w końcu pozwoli osiągnąć ostateczny kamień milowy w dziedzinie technologii: dodatnią energię netto z fuzji.
„Fuzja zachodzi wewnątrz plazmy utrzymywanej na miejscu i izolowanej za pomocą pól magnetycznych” — mówi Mumgaard. „Koncepcyjnie jest to jak butelka magnetyczna. Siła pola magnetycznego jest bardzo ściśle związana ze zdolnością butelki magnetycznej do izolowania plazmy, aby mogła osiągnąć warunki fuzji.
„Tak więc, jeśli możemy stworzyć silne magnesy, możemy stworzyć plazmę, która może stać się gorętsza i gęstsza, zużywając mniej energii do jej podtrzymywania. A dzięki lepszej plazmie możemy sprawić, że urządzenia będą mniejsze i łatwiejsze w budowie i rozwijaniu.
„Dzięki nadprzewodnikom wysokotemperaturowym mamy nowe narzędzie do tworzenia bardzo silnych pól magnetycznych, a tym samym lepszych i mniejszych butelek magnetycznych. Wierzymy, że dzięki temu szybciej osiągniemy fuzję”.
Mumgaard ma na myśli nową generację wielkogabarytowych nadprzewodzących elektromagnesów, które mają potencjał wytworzenia pola magnetycznego dwa razy silniejszego od tego stosowanego w jakichkolwiek istniejących eksperymentach z fuzją, co pozwala na ponad dziesięciokrotny wzrost mocy w przeliczeniu na rozmiar.
Nowe nadprzewodzące magnesy, wykonane z taśmy stalowej pokrytej związkiem chemicznym o nazwie tlenek itru, baru i miedzi (YBCO), pozwolą reaktorowi SPARC na osiągnięcie mocy wyjściowej wynoszącej około jednej piątej mocy ITER, przy zachowaniu urządzenia o objętości stanowiącej zaledwie 1/65 jego objętości.
Dzięki zmniejszeniu rozmiaru, kosztów, harmonogramu i złożoności organizacyjnej niezbędnych do budowy urządzeń wykorzystujących energię fuzyjną, magnesy YBCO umożliwią również nowe podejścia akademickie i komercyjne do energii fuzyjnej.
„SPARC i ITER to tokamaki, czyli szczególny rodzaj butelki magnetycznej, który powstał w oparciu o rozległą wiedzę naukową z zakresu fizyki plazmy, rozwijaną na przestrzeni dziesięcioleci” – wyjaśnia Mumgaard.
„SPARC będzie wykorzystywał nową generację magnesów z nadprzewodników wysokotemperaturowych (HTS), które umożliwiają uzyskanie znacznie silniejszego pola magnetycznego, co przełoży się na oczekiwaną wydajność fuzji przy znacznie mniejszych rozmiarach.
„Wierzymy, że będzie to kluczowy element osiągnięcia fuzji jądrowej w terminach istotnych dla klimatu, a także produktu atrakcyjnego ekonomicznie”.
Jeśli chodzi o ramy czasowe i opłacalność komercyjną, SPARC stanowi ewolucję konstrukcji tokamaka, która była badana i udoskonalana przez dziesięciolecia, w tym w ramach prac na MIT rozpoczętych w latach 70. XX wieku.
Eksperyment SPARC ma na celu utorowanie drogi do powstania pierwszej na świecie elektrowni wykorzystującej prawdziwą fuzję termojądrową, której moc wyniesie około 200 MW, porównywalnej z mocą większości komercyjnych elektrowni.
Pomimo powszechnego sceptycyzmu wokół energii fuzyjnej (Eni ma dalekosiężną wizję zostania pierwszą globalną firmą naftową, która zainwestuje w nią duże środki) zwolennicy uważają, że technika ta potencjalnie może zaspokoić znaczną część rosnącego światowego zapotrzebowania na energię, a jednocześnie ograniczyć emisję gazów cieplarnianych.
Mniejsza skala, jaką umożliwiają nowe nadprzewodzące magnesy, potencjalnie umożliwia szybszą i tańszą metodę pozyskiwania energii elektrycznej z energii fuzji jądrowej w sieci.
Eni szacuje, że opracowanie reaktora fuzyjnego o mocy 200 MW do 2033 r. będzie kosztować 3 mld USD. Projekt ITER, będący wynikiem współpracy Europy, USA, Chin, Indii, Japonii, Rosji i Korei Południowej, jest już w połowie drogi do celu, jakim jest pierwszy test plazmy przegrzanej do 2025 r. i pierwsza fuzja o pełnej mocy do 2035 r. Budżet wynosi około 20 mld EUR. Podobnie jak w przypadku SPARC, ITER jest zaprojektowany tak, aby nie wytwarzać energii elektrycznej.
Skoro zatem amerykańska sieć energetyczna odchodzi od monolitycznych elektrowni węglowych lub rozszczepialnych o mocy 2 GW–3 GW na rzecz elektrowni o mocy 100–500 MW, czy energia z fuzji będzie w stanie konkurować na trudnym rynku – a jeśli tak, to kiedy?
„Wciąż potrzeba badań, ale wyzwania są znane, nowe innowacje wskazują drogę do przyspieszenia działań, nowi gracze, tacy jak CFS, wnoszą komercyjne podejście do problemów, a podstawowa wiedza naukowa jest dojrzała” – mówi Mumgaard.
„Wierzymy, że fuzja jest bliżej, niż myśli wiele osób. Bądźcie czujni”. jQuery( document ).ready(function() { /* Karuzela firm */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
DAMM Cellular Systems A/S to jeden ze światowych liderów w dziedzinie niezawodnych, wytrzymałych i skalowalnych systemów łączności radiowej TETRA (Terrestrial Trunked Radio) i cyfrowej łączności radiowej (DMR) dla klientów przemysłowych, komercyjnych i służb bezpieczeństwa publicznego.
Rozwiązanie DAMM TetraFlex Dispatcher zwiększa wydajność organizacji, które zarządzają flotą abonentów wymagających dowodzenia, kontroli i monitorowania łączności radiowej.
System rejestrowania głosu i danych DAMM TetraFlex oferuje wszechstronne i dokładne funkcje nagrywania głosu i danych, a także szeroki zakres funkcji rejestrowania CDR.
Green Tape Solutions to australijska firma konsultingowa specjalizująca się w ocenach oddziaływania na środowisko, zatwierdzeniach i audytach, a także w badaniach ekologicznych.
Jeśli chcesz poprawić wydajność i niezawodność swojej elektrowni, będziesz potrzebować odpowiedniego doświadczenia symulacyjnego, aby to osiągnąć. Jedna firma jest oddana tworzeniu realistycznych symulatorów elektrowni, które zapewniają, że Twój personel ma wiedzę wymaganą do bezpiecznej i wydajnej obsługi Twojej elektrowni.
Czas publikacji: 18-12-2019