Ang Net Zero ay Nangangailangan ng Fusion. Ano ang Dapat Itanong ng mga Mamumuhunan sa Mga Frontrunner?

Ang pangangailangan ng madaliang pagkilos para sa enerhiya ng pagsasanib ay hindi maaaring palakihin. Noong Oktubre 27, ang UN binalaan na mayroong "walang kapani-paniwalang landas sa 1.5° C," at ang kasalukuyang mga patakaran ay tumutukoy sa isang sakuna na 2.8° C ng pag-init pagsapit ng 2100. Maaaring ang Fusion ang tanging zero-carbon na pinagmumulan ng enerhiya na makakapagbigay ng walang limitasyong baseload power at sapat na feedstock para sa lahat ng malinis na hydrogen na kailangan para ma-decarbonize ang mga industriyang mahirap humupa. Ito ay marahil ang tanging mabubuhay na landas patungo sa mga paglabas ng Net-Zero sa 2050.

Gayunpaman, mayroong isang isyu sa pagsasanib. Walang lab o kumpanya ang nakabuo ng mas maraming enerhiya kaysa sa inilagay nila sa isang fusion reaction, lalo pa ang bumuo ng isang system na maaaring gumana sa isang komersyal na setting. Mauunawaan, ang mga mamumuhunan ay nagtataka kung saan talaga nakatayo ang pagsasanib at kung aling mga proyekto ang maaaring maghatid sa multitrillion-dollar na pagkakataong ito upang gayahin ang kapangyarihan ng Araw sa Earth.

Bilang isang long-time fusion investor, gusto kong talakayin kung bakit mahalaga ang fusion, ang pag-unlad ng industriyang ito at ang mga tanong na dapat itanong ng mga mahuhusay na mamumuhunan sa mga kumpanya ng fusion.

Bakit Mahalaga ang Fusion

Sa kasalukuyan, walang teknolohiyang enerhiya maliban sa pagsasanib na nagpapakita ng potensyal na palitan ang mga fossil fuel. Wala nang iba pang lumilitaw na kayang tugunan ang lumalaking pangangailangan ng mundo para sa enerhiya at pagpapagana ng air conditioning, mga planta ng desalinization, mga de-kuryenteng sasakyan, produksyon ng berdeng hydrogen, atbp. sa sukat na kailangan natin para sa paglipat ng enerhiya at buhay sa isang mas mainit at dryer na planeta.

Siyempre kailangan nating sukatin ang hangin at solar, ngunit ang kanilang mga kinakailangan sa lupa, panahon at pag-iimbak ng enerhiya ay nangangahulugan na hindi nila ma-enable ang isang buong paglipat ng enerhiya. Ang mga nuclear fission plant ay mahalaga din para sa Net Zero, ngunit nililimitahan ng mga panganib ng nuclear waste, aksidente at armas ang kanilang paggamit.

Tulad ng para sa hydrogen, ang tagapagtatag ng Bloomberg NEF na si Michael Liebreich kamakailang inilarawan na ang pagpapalit lamang ng maruming hydrogen na ginagamit natin sa paggawa ng mga pataba, kemikal at pagdadalisay ng langis na may berdeng hydrogen ay kasalukuyang mangangailangan ng 143% ng naka-install na solar at wind capacity ng mundo. Isang nakakatakot na pahayag. Hindi ito mag-iiwan ng berdeng hydrogen na magagamit para sa anumang bagay: hindi para sa produksyon ng bakal at aluminyo, hindi para sa pagbabalanse ng mga network ng kuryente o CO₂ pagkuha at pag-iimbak, hindi para sa pagpapadala sa dagat at riles. Hindi magkakaroon ng sapat na berdeng hydrogen feedstock nang walang pagsasanib.

Naniniwala ang mga tagaloob ng industriya na sa 2050, ang mga fusion plant ay maaaring mag-supply saanman mula 18% hanggang 44% ng enerhiya sa mundo. Samakatuwid, ang pagsasanib ay kumakatawan sa isa sa mga pinakamalalaking pagkakataon sa pamumuhunan sa ating panahon. Sa sandaling ito ay komersyal na pagpapatakbo, ang pagsasanib ay papalitan ang karamihan sa industriya ng fossil fuel.

Ang Fusion Frontrunners

Ang Fusion Industry Association ulat na ang mga pribadong kumpanya ng pagsasanib ay nakalikom ng mahigit $4.8 bilyong USD sa pagpopondo hanggang sa kasalukuyan at higit sa doble ang kabuuang pondo ng industriya noong nakaraang taon. Maraming mga frontrunner ang gumawa ng ganoong teknikal na pag-unlad na kapani-paniwalang ipagpalagay na magdadala sila ng komersyal na pagsasanib sa merkado sa 2030s. Kasama sa listahan ang General Fusion (kung saan ako ay isang mamumuhunan), Commonwealth Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Energy, General Atomics at First Light.

Ang bawat isa sa mga kumpanyang ito ng pagsasanib ay nagnanais na magbukas ng planta ng demonstrasyon sa ikalawang kalahati ng dekada na ito. Ang mga ito ay magpapatunay kung ang kanilang teknolohiya ay maaaring gumana sa sukat at makagawa ng netong kuryente.

Ang wildcard ay China, na gumagawa sa sarili nitong teknolohiya ng pagsasanib. Para sa malinaw na mga kadahilanan, mas gugustuhin ng mga Western na pamahalaan na huwag umasa sa China para sa napakahalagang teknolohiyang ito. Mayroon ding ITER, ang internasyonal, pinondohan ng publiko na fusion project sa timog ng France na inaasahan upang maihatid ang fusion power sa 2045.

Ang Mga Tanong para sa mga Mamumuhunan na Magtanong sa Mga Kumpanya ng Fusion

Ang hamon ay hindi lamang makagawa ng netong kuryente, ngunit gawin ito sa paraang maaaring mabuhay sa komersyo. Ito ay nangangailangan ng napakalaking presyon at init upang pagsamahin ang mga atomo ng hydrogen upang bumuo ng mas mabigat na nucleus, na naglalabas ng enerhiya. Sa araw, ang gravity ay nagbibigay ng sapat na puwersa upang paganahin ang reaksyon. Sa Earth, ang mga fusion machine ay kailangang tumama sa mga temperatura na pataas ng 100° million C upang gayahin ang mga kundisyong iyon. Iyon ay mahirap mapanatili at mahirap sa kagamitan.

Ang mga frontrunner ay maaaring nalutas o nagtatrabaho sa mga natitirang hadlang sa Earth-based fusion. Ang mga interesadong mamumuhunan, na nag-iisip kung aling fusion project ang ibabalik, ay dapat magtanong ng mga sumusunod:

1. Gaano katibay ang makina? Ang mga neutron na nabuo sa isang fusion reaction ay tumama sa metal na pader ng reaktor, nagiging sanhi blistering, chemical erosion at impurities, at kalaunan ay nagiging inoperable ang makina. Ito ay tinatawag na "unang problema sa dingding." Ang isang solusyon ay ang paggamit ng likidong metal na pader, na pumapalibot sa reaksyon ng pagsasanib at pinoprotektahan ang makina. Ang isa pang diskarte ay ang pagpapakilala ng mga panggatong na gumagawa ng mas kaunting mga neutron. Kabilang dito ang proton-boron fuel, na nangangailangan ng mas mataas na temperatura para makagawa ng fusion, at deuterium-helium-3, na hindi natural na nangyayari sa Earth.

2. Gaano karami ang gasolina? Isang pinaghalong dalawang hydrogen isotopes, deuterium at tritium, na nagpapagatong sa karamihan ng mga reaksyon ng pagsasanib. Ang Deuterium ay madaling nakukuha sa tubig-dagat. Ang Tritium, sa kabilang banda, ay dapat gawin. Ang ilang mga naysayers ay mayroon binalaan na "Ang Nuclear Fusion ay Nahaharap Na sa isang Krisis sa Panggatong." Ito ay hindi. Nalutas ng mga frontrunner ang isyung ito sa pamamagitan ng pagsasama ng tritium production sa fusion reaction. Ang isang paraan ay ang paggamit ng likidong metal (lead-lithium) na pader na direktang nakikipag-ugnayan sa fusion plasma at gumagawa ng tritium fuel para sa fusion machine. Ang mga pamamaraan na nakabatay sa lithium ng pag-aanak ng tritium sa labas ng reaktor ay nasa ilalim din ng pag-unlad.

3. Gaano kahusay ang conversion ng enerhiya? Sa ilang mga makina, ang likidong metal na pader ay sumisipsip ng init sa pamamagitan ng direktang kontak sa reaksyon ng pagsasanib. Ang likidong metal ay dumadaan sa isang heat exchanger, na gumagawa ng singaw na magdadala ng turbine at bubuo ng kuryente—gaya ng ginagawa ng karamihan sa mga tradisyunal na powerplant. Ang isa pang promising na diskarte ay ang pagkuha ng kuryente nang direkta mula sa mga electro-magnetic field na nabuo sa isang fusion reaction.

4. Anong mga karagdagang pagkakumplikado ng system ang maaaring pumigil sa isang napapanahong paglulunsad? Nilalayon ng ilang kumpanya ng fusion na gumamit ng mga napatunayang teknolohiya para sa paligid ng kanilang mga system, habang ang iba ay umaasa sa mga tagumpay sa mga advanced na laser, materyales at superconductor. Ang mga ito ay tinalakay sa ilang mga kamangha-manghang papel sa peer-reviewed na mga journal, at iyon ang alalahanin. Nangangako sila ngunit hindi napatunayan. Alalahanin na noong ipinakilala ni Tesla ang mga unang kotse nito, halos lahat ng teknolohiya ay napatunayan. Ang mga mamumuhunan ng fusion ay kailangang mag-iba sa pagitan ng mga teoretikal na sistema at sa mga gumagamit ng mga kritikal na bahagi na nasubok sa mga tunay na kondisyon sa mundo.

5. Saan nakatayo ang demo plant at diskarte sa komersyalisasyon? Ang mga nangungunang kalaban ay nakamit ang pagsasanib sa isang lab at napatunayan ang kanilang mga pangunahing teknolohiya at mga indibidwal na bahagi sa mga testbed. Ngayon, kailangan nilang patunayan na ang buong sistema ay maaaring gumana sa isang demo plant sa laki—kaya, ang intensity ng kapital. Ang mga nangungunang fusion venture ay nagsisimula nang dagdagan ang kanilang pangunahing team ng mga fusion lab specialist at PhD na may isang engineering team na alam kung paano bumuo ng powerplant. Ang paglipat na ito mula sa lab patungo sa real-world na application ay hindi maliit na gawa. Nagsisimula na rin kaming makakita ng mga kumpanya ng fusion na kumukuha ng mga kawani sa pagpapaunlad ng negosyo at i-market ang mga karapatan sa isang unang komersyal na planta.

6. Ano ang magiging sukat? Ang mga nangungunang kumpanya ng fusion ay nagtatrabaho sa mga planta na may sukat mula 50 megawatts (MW) hanggang 500 MW. Ang laki ng makina ay mahalaga dahil nakakaapekto ito sa paunang halaga ng pamumuhunan. Ang mga mas maliit, modular na makina ay magpapadali para sa mga indibidwal na utility na gumawa ng mga desisyon sa pamumuhunan para sa isang komersyal na planta. Nakakaapekto rin ang laki kung magagamit ang mga fusion unit para sa mga application tulad ng pagpapadala sa karagatan at iba pang mga application na mas mababa ang enerhiya.

7. Last but not least, magkano ang forecast cost per MWh (megawatt hour)? Direktang nakikipagkumpitensya ang mga kumpanya ng fusion sa mga planta na pinapagana ng karbon at gas na nagbibigay ng baseload na enerhiya sa buong mundo. Kaya, ang levelized cost of energy (LCOE) ay kailangang maging mapagkumpitensya sa karbon na, ayon sa advisory firm na Lazard, mga saklaw mula $65/MWh sa pinakamarumi nito hanggang $152/MWh na may 90% carbon capture na isinama. Ang mga fusion machine na gumagamit ng mahal, high-powered lasers o superconducting magnet na gawa sa mga bihirang materyales ay maaaring makipaglaban sa LCOE na iyon. Totoo, ang mga gastos ng mga sangkap na ito ay bababa sa oras. Ang mga fusion machine na gumagamit ng mechanical compression (katulad ng mga piston sa isang diesel engine) o mga kinetic accelerators (karaniwang, isang gas-powered gun) ay malamang na magkakaroon ng kalamangan sa gastos sa susunod na ilang dekada.

Oras upang Harapin ang Musika

Bagama't ang mga natitirang hamon na ito ay tila malalampasan, ang tanong I asked years ago remains: Sino ang may lakas ng loob na tustusan ang demonstration plants at itulak ang fusion sa market?

Ang mga mamumuhunan na lumipat ngayon ay may pagkakataong kumita ng mga malalaking kita. Ang ilan sa mga nabanggit na kumpanya ng fusion ay katamtaman pa rin ang presyo. Siyempre, ang ilang mga mamumuhunan ay maaaring nahihirapan sa potensyal na epekto ng pagsasanib sa kanilang mga kasalukuyang portfolio ng enerhiya, lalo na kung kabilang dito ang mga fossil fuel, hangin at solar.

Sinasabi ko na oras na para sa wakas ay harapin ang musika. Dahil sa banta ng pagbabago ng klima at lumalaking pangangailangan para sa enerhiya, ang pagsasanib ay kritikal sa pagkamit ng Net Zero pagsapit ng 2050. Walang ibang teknolohiya ang makakatalo sa fossil fuels, gumawa ng mas malaking pagbawas sa CO₂ emisyon o gumawa ng higit pa sa alisin ang pag-asa sa enerhiya sa mga pagalit na rehimen, tulad ng Russia ni Putin. Ang Fusion ay ang gamechanger na maaaring gawing tunay na lokal, secure at sagana ang enerhiya. Naglalarawan ito ng paglipat mula sa isang sentralisadong, autokratikong industriya ng enerhiya tungo sa localized, demokratikong probisyon ng enerhiya.

At ang pagsasanib ay wala pang 20 taon ang layo. Kapag ang unang fusion plant ay komersyal na nagpapatakbo sa makatwirang halaga, ang paglipat ay maaaring mabilis. Tandaan, tumagal ng maraming siglo upang mabuo ang mga teknolohiya sa likod ng isang sasakyan, ngunit tumagal lamang ng mga kotse ng halos isang dekada upang palitan ang mga kabayo sa London at New York City. Sa sandaling mayroong isang mas mahusay at mas murang pagbabago, ito ay hindi maaaring hindi manalo.

Ang mahirap na katotohanan ay na walang pagbabago ng hakbang sa enerhiya, lalampas tayo sa 1.5° C ngayong siglo. Umaasa tayo na ang fusion commercialization ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa mga temperatura.