Nós os usamos para lhe proporcionar a melhor experiência. Se você continuar usando nosso site, presumiremos que você concorda em receber todos os cookies neste site.
A petrolífera italiana Eni está investindo US$ 50 milhões na Commonwealth Fusion Systems, uma spin-off do MIT que está colaborando com o instituto no desenvolvimento de ímãs supercondutores para produzir energia com zero carbono em um experimento de energia de fusão chamado SPARC. Julian Turner recebe informações do CEO Robert Mumgaard.
Nas profundezas dos sagrados corredores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), uma revolução energética está ocorrendo. Após décadas de progresso, cientistas acreditam que a energia de fusão está finalmente pronta para reivindicar seu lugar e que o Santo Graal da energia ilimitada, livre de combustão e com zero carbono pode estar ao nosso alcance.
A gigante italiana de energia Eni compartilha esse otimismo, investindo € 50 milhões (US$ 62 milhões) em um projeto colaborativo com o Plasma Fusion and Science Center (PSFC) do MIT e a empresa privada Commonwealth Fusion Systems (CFS), que visa acelerar a energia de fusão na rede em apenas 15 anos.
O controle da fusão, o processo que alimenta o Sol e as estrelas, está paralisado por um antigo problema: embora a prática libere grandes quantidades de energia, ela só pode ser realizada em temperaturas extremas de milhões de graus Celsius, mais quentes que o centro do Sol e muito quentes para qualquer material sólido suportar.
Como resultado do desafio do confinamento dos combustíveis de fusão nessas condições extremas, os experimentos de energia de fusão têm, até agora, funcionado com déficit, gerando menos energia do que o necessário para sustentar as reações de fusão e, portanto, são incapazes de produzir eletricidade para a rede.
“A pesquisa sobre fusão tem sido extensivamente estudada nas últimas décadas, resultando em avanços na compreensão científica e nas tecnologias para energia de fusão”, afirma o CEO da CFS, Robert Mumgaard.
A CFS está comercializando a fusão usando a abordagem de alto campo, onde estamos desenvolvendo novos ímãs de alto campo para criar dispositivos de fusão menores usando a mesma abordagem física dos programas governamentais maiores. Para isso, a CFS trabalha em estreita colaboração com o MIT em um projeto colaborativo, começando pelo desenvolvimento dos novos ímãs.
O dispositivo SPARC usa campos magnéticos poderosos para manter no lugar o plasma quente – uma sopa gasosa de partículas subatômicas – para evitar que ele entre em contato com qualquer parte da câmara de vácuo em formato de donut.
“O principal desafio é criar um plasma em condições propícias à fusão, de modo que ele produza mais energia do que consome”, explica Mumgaard. “Isso depende fortemente de uma subárea da física conhecida como física de plasma.”
Este experimento compacto foi projetado para produzir cerca de 100 MW de calor em pulsos de dez segundos, a mesma quantidade de energia usada por uma pequena cidade. Mas, como o SPARC é um experimento, ele não incluirá os sistemas para transformar a energia de fusão em eletricidade.
Cientistas do MIT preveem que a produção será mais que o dobro da energia usada para aquecer o plasma, finalmente alcançando o marco técnico máximo: energia líquida positiva da fusão.
"A fusão ocorre dentro de um plasma mantido no lugar e isolado por campos magnéticos", diz Mumgaard. "Conceitualmente, isso é como uma garrafa magnética. A intensidade do campo magnético está fortemente relacionada à capacidade da garrafa magnética de isolar o plasma para que ele atinja as condições de fusão."
Assim, se conseguirmos criar ímãs fortes, poderemos criar plasmas que podem ficar mais quentes e densos, consumindo menos energia para se sustentar. E com plasmas melhores, podemos tornar os dispositivos menores e mais fáceis de construir e desenvolver.
Com supercondutores de alta temperatura, temos uma nova ferramenta para criar campos magnéticos de altíssima intensidade e, portanto, garrafas magnéticas melhores e menores. Acreditamos que isso nos levará à fusão mais rapidamente.
Mumgaard está se referindo a uma nova geração de eletroímãs supercondutores de grande calibre que têm o potencial de produzir um campo magnético duas vezes mais forte do que aquele empregado em qualquer experimento de fusão existente, permitindo um aumento de mais de dez vezes na potência por tamanho.
Feitos de fita de aço revestida com um composto chamado óxido de ítrio-bário-cobre (YBCO), os novos ímãs supercondutores permitirão que o SPARC produza uma potência de fusão cerca de um quinto da do ITER, mas em um dispositivo que tem apenas cerca de 1/65 do volume.
Ao reduzir o tamanho, o custo, o cronograma e a complexidade organizacional necessários para construir dispositivos de energia de fusão líquida, os ímãs YBCO também permitirão novas abordagens acadêmicas e comerciais para a energia de fusão.
“O SPARC e o ITER são ambos tokamaks, um tipo específico de garrafa magnética baseada na extensa ciência básica do desenvolvimento da física de plasma ao longo de décadas”, esclarece Mumgaard.
“O SPARC utilizará a próxima geração de ímãs supercondutores de alta temperatura (HTS) que permitem um campo magnético muito maior, proporcionando o desempenho de fusão desejado em um tamanho muito menor.
“Acreditamos que este será um componente essencial para alcançar a fusão em um prazo relevante para o clima e um produto economicamente atraente.”
No que diz respeito a prazos e viabilidade comercial, o SPARC é uma evolução de um projeto de tokamak que vem sendo estudado e refinado há décadas, incluindo o trabalho no MIT, que começou na década de 1970.
O experimento SPARC visa abrir caminho para a primeira verdadeira instalação de energia de fusão do mundo, com capacidade de cerca de 200 MW de eletricidade, comparável à da maioria das usinas elétricas comerciais.
Apesar do ceticismo generalizado em torno da energia de fusão — a Eni tem a visão de futuro de ser a primeira empresa petrolífera global a investir pesadamente nela — os defensores acreditam que a técnica pode potencialmente suprir uma parcela substancial das crescentes necessidades energéticas do mundo, ao mesmo tempo em que reduz as emissões de gases de efeito estufa.
A escala menor possibilitada pelos novos ímãs supercondutores potencialmente permite um caminho mais rápido e barato para a eletricidade a partir da energia de fusão na rede.
A Eni estima que custará US$ 3 bilhões para desenvolver um reator de fusão de 200 MW até 2033. O projeto ITER, uma colaboração entre Europa, EUA, China, Índia, Japão, Rússia e Coreia do Sul, está a mais da metade de sua meta de realizar o primeiro teste de plasma superaquecido até 2025 e a primeira fusão de potência máxima até 2035, e tem um orçamento de cerca de € 20 bilhões. Assim como o SPARC, o ITER foi projetado para não produzir eletricidade.
Então, com a rede elétrica dos EUA se afastando das usinas monolíticas de carvão ou fissão de 2 GW a 3 GW para aquelas na faixa de 100 MW a 500 MW, a energia de fusão pode competir em um mercado difícil? E, se sim, quando?
“Ainda há pesquisas a serem feitas, mas os desafios são conhecidos, novas inovações estão apontando o caminho para acelerar as coisas, novos participantes como a CFS estão trazendo um foco comercial para os problemas e a ciência básica está madura”, diz Mumgaard.
Acreditamos que a fusão está mais próxima do que muitas pessoas pensam. Fique ligado. jQuery( document ).ready(function() { /* Carrossel de empresas */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
A DAMM Cellular Systems A/S é uma das líderes mundiais em sistemas de comunicação de rádio troncalizado terrestre (TETRA) e rádio móvel digital (DMR) confiáveis, robustos e facilmente escaláveis para clientes industriais, comerciais e de segurança pública.
O DAMM TetraFlex Dispatcher oferece maior eficiência em organizações que operam uma frota de assinantes que exigem comando, controle e monitoramento de comunicações de rádio.
O sistema de registro de voz e dados DAMM TetraFlex oferece funções abrangentes e precisas de gravação de voz e dados, bem como uma ampla gama de recursos de registro de CDR.
A Green Tape Solutions é uma consultoria australiana especializada em avaliações, aprovações e auditorias ambientais, bem como pesquisas ecológicas.
Ao buscar aprimorar o desempenho e a confiabilidade da sua usina, você precisará da experiência de simulação certa para alcançar esse objetivo. Uma empresa se dedica a produzir simuladores de usinas realistas que garantem que sua equipe tenha o conhecimento necessário para operar sua usina com segurança e eficiência.
Data de publicação: 18 de dezembro de 2019