Мы используем их, чтобы обеспечить вам наилучшее взаимодействие с сайтом. Если вы продолжите пользоваться нашим сайтом, мы будем считать, что вы согласны получать все файлы cookie на этом сайте.
Итальянская нефтяная компания Eni инвестирует 50 миллионов долларов в Commonwealth Fusion Systems, дочернюю компанию Массачусетского технологического института, которая сотрудничает с институтом в разработке сверхпроводящих магнитов для производства безуглеродной энергии в рамках эксперимента по термоядерной энергетике под названием SPARC. Джулиан Тернер получает подробную информацию от генерального директора Роберта Мумгарда.
В глубине священных стен Массачусетского технологического института (MIT) происходит энергетическая революция. После десятилетий прогресса ученые считают, что термоядерная энергетика наконец-то готова заявить о себе и что заветная цель — безграничная, безгорающая, безуглеродная энергия — может стать достижимой.
Итальянский энергетический гигант Eni разделяет этот оптимизм, инвестируя 50 миллионов евро (62 миллиона долларов) в совместный проект с Центром плазменного синтеза и науки Массачусетского технологического института (PSFC) и частной компанией Commonwealth Fusion Systems (CFS), цель которого – ускорить внедрение термоядерной энергетики в энергосистему всего за 15 лет.
Управление термоядерным синтезом, процессом, который питает Солнце и звезды, тормозится давней проблемой: хотя этот процесс высвобождает огромное количество энергии, он может осуществляться только при экстремальных температурах в миллионы градусов Цельсия, что выше температуры в центре Солнца и слишком высоко для любого твердого материала.
В результате сложности удержания термоядерного топлива в этих экстремальных условиях эксперименты по термоядерной энергетике до сих пор работали с дефицитом энергии, вырабатывая меньше энергии, чем требуется для поддержания термоядерных реакций, и, следовательно, не могли производить электроэнергию для энергосети.
«Исследования в области термоядерного синтеза проводились в течение последних нескольких десятилетий, что привело к прогрессу в научном понимании и технологиях термоядерной энергетики», — говорит генеральный директор CFS Роберт Мумгард.
«Компания CFS занимается коммерциализацией термоядерного синтеза с использованием подхода сильных магнитов, разрабатывая новые магниты для создания более компактных термоядерных установок, применяя тот же физический подход, что и в более крупных государственных программах. Для этого CFS тесно сотрудничает с Массачусетским технологическим институтом в рамках совместного проекта, начиная с разработки новых магнитов».
Устройство SPARC использует мощные магнитные поля для удержания горячей плазмы — газообразного раствора субатомных частиц — на месте, предотвращая ее контакт с любой частью вакуумной камеры в форме пончика.
«Главная задача — создать плазму в условиях, необходимых для термоядерного синтеза, чтобы она производила больше энергии, чем потребляет», — объясняет Мумгард. «Для этого в значительной степени используется подраздел физики, известный как физика плазмы».
Этот компактный эксперимент предназначен для выработки около 100 МВт тепла в десятисекундных импульсах — это столько же энергии, сколько потребляет небольшой город. Но поскольку SPARC — это эксперимент, он не будет включать системы для преобразования энергии термоядерного синтеза в электричество.
Ученые из Массачусетского технологического института ожидают, что мощность, вырабатываемая термоядерным синтезом, более чем вдвое превысит мощность, затраченную на нагрев плазмы, и таким образом будет достигнута главная техническая веха: положительный чистый энергетический баланс, получаемый в результате синтеза.
«Термотермический синтез происходит внутри плазмы, удерживаемой на месте и изолированной с помощью магнитных полей», — говорит Мумгард. «Концептуально это похоже на магнитную бутылку. Сила магнитного поля очень тесно связана со способностью магнитной бутылки изолировать плазму, чтобы она могла достичь условий термоядерного синтеза».
«Таким образом, если мы сможем создавать мощные магниты, мы сможем создавать плазму, которая будет нагреваться сильнее и становиться плотнее, потребляя при этом меньше энергии для её поддержания. А благодаря более качественной плазме мы сможем сделать устройства меньше и проще в изготовлении и разработке».
«Благодаря высокотемпературным сверхпроводникам у нас появился новый инструмент для создания очень сильных магнитных полей, а следовательно, и более совершенных и компактных магнитных устройств. Мы считаем, что это ускорит процесс термоядерного синтеза».
Мумгард имеет в виду новое поколение сверхпроводящих электромагнитов большого диаметра, которые потенциально могут создавать магнитное поле вдвое сильнее, чем то, которое используется в любом существующем эксперименте по термоядерному синтезу, что позволит более чем в десять раз увеличить мощность на единицу размера.
Изготовленные из стальной ленты, покрытой соединением под названием оксид иттрия-бария-меди (YBCO), новые сверхпроводящие магниты позволят SPARC производить термоядерную энергию, составляющую примерно пятую часть от мощности ITER, но при этом в устройстве, объем которого составляет всего около 1/65 от объема ITER.
Благодаря уменьшению размеров, стоимости, сроков и организационной сложности, необходимых для создания устройств термоядерного синтеза, магниты YBCO также откроют новые академические и коммерческие возможности для применения термоядерной энергии.
«И SPARC, и ITER — это токамаки, особый тип магнитных установок, созданных на основе обширных фундаментальных научных разработок в области физики плазмы, проводившихся на протяжении десятилетий», — поясняет Мумгард.
«В SPARC будут использоваться магниты следующего поколения из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), которые позволяют создавать гораздо более сильное магнитное поле, обеспечивая достижение целевых показателей термоядерного синтеза при значительно меньших размерах».
«Мы считаем, что это станет ключевым компонентом для достижения термоядерного синтеза в сроки, соответствующие климатическим требованиям, и экономически привлекательным продуктом».
Что касается сроков и коммерческой целесообразности, SPARC представляет собой эволюцию конструкции токамака, которая изучалась и совершенствовалась на протяжении десятилетий, включая работы в Массачусетском технологическом институте, начавшиеся в 1970-х годах.
Цель эксперимента SPARC — проложить путь к созданию первой в мире настоящей термоядерной электростанции мощностью около 200 МВт, сопоставимой с мощностью большинства коммерческих электростанций.
Несмотря на широко распространенный скептицизм в отношении термоядерной энергетики – компания Eni обладает дальновидным видением и станет первой глобальной нефтяной компанией, которая вложит в нее значительные средства, – сторонники этой технологии считают, что она потенциально может удовлетворить существенную часть растущих мировых потребностей в энергии, одновременно резко сократив выбросы парниковых газов.
Меньшие размеры, обеспечиваемые новыми сверхпроводящими магнитами, потенциально открывают более быстрый и дешевый путь к получению электроэнергии от термоядерного синтеза для энергосистемы.
По оценкам компании Eni, разработка термоядерного реактора мощностью 200 МВт к 2033 году обойдется в 3 миллиарда долларов. Проект ITER, являющийся результатом сотрудничества Европы, США, Китая, Индии, Японии, России и Южной Кореи, уже преодолел более половины пути к своей цели – первому испытанию перегретой плазмы к 2025 году и первому термоядерному синтезу на полной мощности к 2035 году, а его бюджет составляет около 20 миллиардов евро. Как и SPARC, ITER спроектирован таким образом, чтобы не производить электроэнергию.
Итак, учитывая, что энергосистема США переходит от монолитных угольных или ядерных электростанций мощностью 2–3 ГВт к станциям мощностью 100–500 МВт, сможет ли термоядерная энергетика конкурировать на таком жестком рынке – и если да, то когда?
«Еще предстоит провести ряд исследований, но проблемы известны, новые инновации указывают путь к ускорению процесса, новые игроки, такие как CFS, привносят коммерческий подход к решению проблем, а фундаментальная наука находится на зрелой стадии», — говорит Мумгард.
«Мы считаем, что слияние компаний ближе, чем многие думают. Следите за новостями.» jQuery( document ).ready(function() { /* Карусель компаний */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
Компания DAMM Cellular Systems A/S является одним из мировых лидеров в области надежных, отказоустойчивых и легко масштабируемых систем наземной транкинговой радиосвязи (TETRA) и цифровой мобильной радиосвязи (DMR) для промышленных, коммерческих предприятий и служб общественной безопасности.
Диспетчерская система DAMM TetraFlex обеспечивает повышение эффективности работы организаций, управляющих парком абонентов, которым необходимы функции управления, контроля и мониторинга радиосвязи.
Система регистрации голоса и данных DAMM TetraFlex предлагает комплексные и точные функции записи голоса и данных, а также широкий спектр возможностей для регистрации данных в формате CDR (College of Record Record).
Green Tape Solutions — австралийская консалтинговая компания, специализирующаяся на экологических оценках, получении разрешений и проведении аудитов, а также экологических исследованиях.
Если вы стремитесь повысить производительность и надежность своей электростанции, вам понадобится подходящий симулятор, который поможет вам в этом. Одна компания занимается разработкой реалистичных симуляторов электростанций, гарантирующих, что ваш персонал обладает необходимыми знаниями для безопасной и эффективной эксплуатации вашей электростанции.
Дата публикации: 18 декабря 2019 г.