Używamy ich, aby zapewnić Ci jak najlepsze wrażenia. Jeśli nadal korzystasz z naszej witryny, zakładamy, że wyrażasz zgodę na otrzymywanie wszystkich plików cookie na tej stronie.
Włoska firma naftowa Eni inwestuje 50 milionów dolarów w Commonwealth Fusion Systems, spółkę typu spin-out MIT, która współpracuje z instytutem nad rozwojem magnesów nadprzewodzących do wytwarzania energii bezemisyjnej w ramach eksperymentu fuzyjnego o nazwie SPARC. Julian Turner zapoznał się z informacjami od prezesa Roberta Mumgaarda.
Głęboko w uświęconych murach Massachusetts Institute of Technology (MIT) dokonuje się rewolucja energetyczna. Naukowcy wierzą, że po dekadach postępu energia z fuzji wreszcie jest gotowa, by zdobyć swój dzień, a Święty Graal nieograniczonej, wolnej od spalania i bezemisyjnej energii może być w zasięgu ręki.
Włoski gigant energetyczny Eni podziela ten optymizm, inwestując 50 mln euro (62 mln dolarów) we wspólny projekt z Centrum Fuzji Plazmowej i Nauki (PSFC) 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 ze względu na odwieczny problem: chociaż w trakcie tej operacji uwalniane są ogromne ilości energii, można ją przeprowadzić jedynie w ekstremalnych temperaturach rzędu milionów stopni Celsjusza, wyższych niż temperatura w jądrze słońca i zbyt gorących, aby mógł w nich przetrwać jakikolwiek materiał stały.
W rezultacie trudności związanych z utrzymaniem paliw fuzyjnych w tych ekstremalnych warunkach, eksperymenty z energią fuzyjną do tej pory odbywały się w warunkach deficytowych, generując mniej energii, niż jest potrzebne do podtrzymania reakcji fuzji. W związku z tym nie były one w stanie wyprodukować energii elektrycznej do sieci.
„Badania nad fuzją były przedmiotem intensywnych badań na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci, co zaowocowało postępem wiedzy naukowej i rozwojem technologii wykorzystywanych w syntezie jądrowej” – mówi Robert Mumgaard, dyrektor generalny CFS.
„CFS komercjalizuje fuzję, wykorzystując metodę wysokiego pola. Opracowujemy nowe magnesy wysokiego pola, aby tworzyć mniejsze urządzenia fuzyjne, wykorzystując tę samą metodę fizyki, co w przypadku większych programów rządowych. W tym celu 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 składającą się z cząstek subatomowych – zapobiegając jej zetknięciu się z jakąkolwiek częścią komory próżniowej w kształcie pączka.
„Głównym wyzwaniem jest stworzenie plazmy w warunkach umożliwiających syntezę jądrową, tak aby generowała więcej energii niż zużywa” – wyjaśnia Mumgaard. „W dużej mierze opiera się to na subdziedzinie fizyki zwanej fizyką plazmy”.
Ten kompaktowy eksperyment ma na celu wytworzenie około 100 MW ciepła w dziesięciosekundowych impulsach, czyli tyle samo, ile zużywa małe miasto. Ponieważ jednak SPARC jest eksperymentem, nie będzie on zawierał systemów przekształcających energię termojądrową w energię elektryczną.
Naukowcy z MIT przewidują, że moc wyjściowa będzie dwukrotnie większa od energii wykorzystywanej do ogrzewania plazmy, co pozwoli na osiągnięcie ostatecznego kamienia milowego w dziedzinie technologii: dodatniej energii netto z fuzji.
„Fuzja zachodzi w plazmie utrzymywanej w miejscu i izolowanej za pomocą pól magnetycznych” – mówi Mumgaard. „Koncepcyjnie przypomina to butelkę magnetyczną. Siła pola magnetycznego jest ściśle powiązana ze zdolnością butelki magnetycznej do izolowania plazmy, aby mogła ona osiągnąć warunki fuzji.
Zatem, jeśli uda nam się stworzyć silne magnesy, będziemy mogli stworzyć plazmę, która będzie się nagrzewać i gęstsza, zużywając mniej energii do jej podtrzymania. A dzięki lepszej plazmie będziemy mogli sprawić, że urządzenia będą mniejsze i łatwiejsze w budowie i rozwoju.
„Dzięki nadprzewodnikom wysokotemperaturowym dysponujemy nowym narzędziem do wytwarzania pól magnetycznych o bardzo dużej sile, a tym samym lepszych i mniejszych butelek magnetycznych. Wierzymy, że dzięki temu szybciej osiągniemy fuzję”.
Mumgaard ma na myśli nową generację wielkośrednicowych 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 jeden rozmiar.
Nowe nadprzewodzące magnesy wykonane z taśmy stalowej pokrytej związkiem chemicznym o nazwie tlenek itru, baru i miedzi (YBCO) pozwolą reaktorowi SPARC uzyskać moc fuzji wynoszącą około jednej piątej mocy ITER, ale w urządzeniu o objętości stanowiącej zaledwie 1/65 jego objętości.
Zmniejszając rozmiar, koszty, harmonogram i złożoność organizacyjną niezbędną do budowy urządzeń wykorzystujących energię fuzji, magnesy YBCO umożliwią również nowe podejścia akademickie i komercyjne do energii fuzyjnej.
„SPARC i ITER to tokamaki, czyli specyficzny typ butelki magnetycznej, który powstał w oparciu o rozległą wiedzę podstawową z zakresu fizyki plazmy, rozwijaną na przestrzeni dziesięcioleci” – wyjaśnia Mumgaard.
SPARC będzie wykorzystywał nową generację magnesów wysokotemperaturowych nadprzewodnikowych (HTS), które umożliwiają uzyskanie znacznie silniejszego pola magnetycznego, zapewniając zamierzoną wydajność fuzji przy znacznie mniejszych rozmiarach.
„Wierzymy, że będzie to kluczowy element osiągnięcia fuzji w perspektywie uwzględniającej zmiany klimatu, a także stworzenia 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 prawdziwej elektrowni termojądrowej o mocy około 200 MW energii elektrycznej, porównywalnej z mocą większości komercyjnych elektrowni.
Mimo powszechnego sceptycyzmu wobec energii fuzyjnej (Eni ma dalekosiężną wizję zostania pierwszą globalną firmą naftową, która zainwestuje w nią duże środki) zwolennicy tej technologii wierzą, że potencjalnie może ona zaspokoić znaczną część rosnącego światowego zapotrzebowania na energię, a jednocześnie doprowadzić do redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Mniejsza skala, jaką umożliwiają nowe nadprzewodzące magnesy, potencjalnie umożliwia szybszą i tańszą metodę pozyskiwania energii elektrycznej z energii fuzji w sieci.
Eni szacuje, że opracowanie reaktora fuzyjnego o mocy 200 MW do 2033 roku będzie kosztować 3 mld dolarów. Projekt ITER, realizowany we współpracy Europy, Stanów Zjednoczonych, Chin, Indii, Japonii, Rosji i Korei Południowej, jest już w połowie drogi do osiągnięcia celu, jakim jest pierwszy test plazmy przegrzanej do 2025 roku i pierwsza pełna synteza jądrowa do 2035 roku. Budżet projektu wynosi około 20 mld euro. Podobnie jak w przypadku SPARC, ITER został 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 MW-500 MW, to 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 prac, nowi gracze, tacy jak CFS, wnoszą komercyjne podejście do problemów, a podstawowa wiedza naukowa jest dojrzała” – mówi Mumgaard.
„Wierzymy, że fuzja jest bliżej, niż wielu ludzi myśli. 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 łatwo 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 szeroką gamę funkcji rejestrowania CDR.
Green Tape Solutions to australijska firma konsultingowa specjalizująca się w ocenach oddziaływania na środowisko, uzyskiwaniu pozwoleń i audytach, a także w badaniach ekologicznych.
Jeśli chcesz poprawić wydajność i niezawodność swojej elektrowni, potrzebujesz odpowiedniego doświadczenia symulacyjnego, które Ci w tym pomoże. Jedna firma specjalizuje się w tworzeniu realistycznych symulatorów elektrowni, które gwarantują, że Twój personel posiada wiedzę niezbędną do bezpiecznej i wydajnej obsługi elektrowni.
Czas publikacji: 18 grudnia 2019 r.