Nakikita ng CEO ng Tokamak Energy ang Mga Pangangakong Araw para sa Nuclear Fusion

Sa lahat ng mga kamakailang balita tungkol sa mga pagsulong sa nuclear fusion, kabilang ang anunsyo ng Department of Energy na ang mga siyentipiko sa Lawrence Livermore National Laboratory ay nakamit ang isang reaksyon ng pagsasanib na may net energy gain, isang pagkakataon na lumitaw kamakailan upang makapanayam si Chris Kelsall, CEO ng Tokamak Energy , parang sinasadya.

Sa isang email noong Biyernes, tinawag ni Kelsall ang anunsyo ng DOE na "isang kahanga-hangang resulta. Kami ay nasa isang karera laban sa oras upang i-phase out ang mga fossil fuel at gawin ang fusion na isang solusyon na magagamit sa buong mundo para sa mga pangangailangan ng enerhiya sa mundo. Ang pag-unlad ng ganitong kalikasan ay mahusay para sa industriya dahil mas maraming pribado at pampublikong pamumuhunan ang dumadaloy sa fusion technology."

Sa aming panayam, na isinagawa bago ang anunsyo ng DOE, itinuro ni Kelsall na ang marginal net energy gain tulad ng iniulat ng Livermore noong nakaraang linggo (3.15 megajoules ng output ng enerhiya mula sa input na 2.05 megajoules na naihatid) ay, gayunpaman, isang bahagi ng magnitude. ng netong pakinabang ng enerhiya na dapat makamit sa huli upang maging tunay na nasusukat ang teknolohiya ng pagsasanib.

"Ito ay hindi lamang tungkol sa pagpapatunay ng net energy gain," sabi niya sa akin. "Tinatawag ito ng mga siyentipiko na Q higit sa isa. Hindi iyon sapat na kondisyon para sa komersyal na fusion energy. Sa katunayan, kailangan nating makarating sa hindi bababa sa Q na higit sa sampu. "Kami ay naglalayon para sa isang Q ng 25 para sa pinakamainam na komersyal na pagsasanib upang magbigay ng patuloy na mapagkukunan ng enerhiya para sa mga tahanan at industriya."

Sinabi ni Kelsall na ang kumpanya ay nasa landas sa pagpapakita ng malinis, grid-ready na kapangyarihan sa unang bahagi ng 2030s. “Ang spherical tokamak ay may makabuluhang mga pakinabang sa kahusayan sa ruta patungo sa cost-effective na fusion energy sa mga compact power plant, na ipapakalat sa buong mundo. Gumagamit ang aming teknolohiya ng malalakas na magnetic field para maglaman ng plasma – ang fusion fuel – sa isang spherical tokamak na maghahatid ng tuluy-tuloy na power output. Nakatuon na kami ngayon sa pagbuo ng kritikal na kaalaman para sa aming ST80-HTS advanced prototype fusion device at sa aming pilot plant, ST-E1, habang nagsusumikap kaming maghatid ng malinis, secure, murang fusion para sa lahat."

Batay sa Milton Park, na nasa timog lamang ng Oxford at kanluran ng London, ang Tokamak Energy ay itinatag noong 2009. "Ito ay isang spin-out mula sa mga laboratoryo ng pananaliksik sa Culham na nasa hilaga lamang ng lokasyon ng aming opisina," sabi ni Kelsall. "Ang mga lab ay kaanib sa Oxford University at may napakahabang pedigree sa pagsisiyasat ng teknolohiya ng pagsasanib, na bumalik sa ilang dekada. So, mga 13 years old na kami. Hanggang sa ilang taon na ang nakalipas, mayroon lang kaming ilang dosenang tao. Ngayon ay mahigit na kami sa 230 katao, at mayroon kaming mahigit 20 nasyonalidad ng mga tauhan, lahat ng iba't ibang uri ng physicist, lahat ng iba't ibang uri ng mga inhinyero."

Nakasentro ang negosyo ng Tokamak Energy sa dalawang pangunahing teknolohiya: Ang natatanging spherical Tokamak containment system na nilikha ng kumpanya; at ang high temperature superconducting (HTS) magnets na mahalagang bahagi ng paggana nito. Ang salitang "tokamak" ay nagmula sa isang Russian acronym para sa "toroidal chamber na may magnetic coils". Ito ay sa pinakasimpleng termino nito ay isang aparato na idinisenyo para sa paglikha at pagpigil ng isang nuclear reaction na ginagaya ang plasma fusion na nangyayari sa loob ng Araw at lahat ng iba pang bituin.

Ang superconducting magnets ay idinisenyo upang gayahin ang napakalaking gravity field ng Araw at ikulong ang plasma. Ang plasma ay nilikha sa pamamagitan ng sobrang pag-init ng gaseous hydrogen fuel hanggang sa ito ay bumuo ng isang electrically charged na plasma, ang ikaapat na estado ng matter, na hindi solid, liquid, o gas. Ang reaksyon ng nuclear fusion na nagreresulta ay lumilikha lamang ng isang maliit na radioactive signature na hindi nagpapakita ng pangmatagalan, mataas na antas ng basura o mga kaugnay na isyu sa pagtatapon na karaniwan sa kasalukuyang teknolohiya ng nuclear fission.

Ang pananaliksik ay unang nagsimula sa pangunahing teknolohiya ng tokamak noong 1960s gamit ang mga module ng containment na kahawig ng mga ring donut. Gumagamit ang Tokamak Energy ng binagong bersyon na spherical ang hugis, katulad ng isang cored apple. Ang kasalukuyang target ng kumpanya ay makapagsimulang mag-deploy ng isang fleet ng small-footprint power plants, bawat isa ay may kakayahang maghatid ng 500 Megawatts sa grid sa kalagitnaan ng 2030s.

Sinabi ni Kelsall na ang maliit na bakas ng paa ng "hindi hihigit sa isa o dalawang football field ang sukat," na sinamahan ng kaunting radioactivity, basura at mga alalahanin sa pagtatapon ay magbibigay-daan sa paglalagay ng mga halaman sa o malapit sa populasyon at mga sentrong pang-industriya, sa gayon, kapansin-pansing binabawasan ang mga gastos at oras mga lags na nauugnay sa pangangailangang magtayo ng malaking imprastraktura ng paghahatid ng kuryente.

Hindi nakakagulat, nakikita ng Kelsall ang mga power market bilang ang pinakamalaking pagkakataon sa merkado – at pangangailangan – para sa fusion energy. "Alam namin na, upang matugunan ang aming mga target sa klima, ang mundo ay kailangang magpakuryente," sabi niya. "Ang aming hinaharap na grids ay kailangan ding lumago nang malaki. Kaya nakikita namin ang mga power market na kumakatawan sa humigit-kumulang 60% ng kabuuang addressable na pagkakataon sa merkado para sa pagsasanib."

Ang decarbonization ng hard-to-abate na mga sektor ng industriya tulad ng bakal, kemikal, semento at iba pa ay ang pangalawang pinakamalaking potensyal na premyo ng fusion. "Madalas itong hindi napapansin, ngunit ito ay mahalaga," sabi ni Kelsall. "Nakikita namin iyon bilang 30% ng aming target na pandaigdigang merkado, kasama ang pinagsamang mga pagkakataon sa init at kapangyarihan."

Ngunit ano ang tungkol sa mga renewable, hangin at solar? "Ang aming pananaw ay ang mga renewable ay talagang mahalaga pa rin, ngunit ang hamon na mayroon kami ay na sila lamang ang hindi makakarating sa amin sa mga target na kailangan namin sa buong mundo," sagot ni Kelsall. "Ito ay hindi lamang tungkol sa klima. Tungkol din ito sa seguridad ng enerhiya.

“Ang patuloy na sitwasyon sa Ukraine ay nagpapaalala sa amin na hindi lang ito tungkol sa pagpapababa ng mga gastos sa system, na may pagsasanib na kumikilos bilang pandagdag sa mga renewable. Ito ay tungkol din sa pagbibigay ng katatagan, liksi at pagkakaiba-iba sa pandaigdigang supply ng enerhiya, upang kung ang isang pinagmumulan ng enerhiya ay mapuputol, hindi tayo ganap na nasa isang krisis. Ito ay isang mundo ngayon kung saan pinapaalalahanan tayo na ang seguridad sa enerhiya ay pambansang seguridad, at sa palagay ko maraming mga pamahalaan ang naalalahan tungkol doon sa mahirap na paraan. Masyadong exposed ang Europe. Kaya, ito ang tanong ng pagtugon sa mga target sa klima na may pagsasanib na nagbibigay ng mahalagang pandagdag sa mga renewable. Ito ay tungkol sa seguridad ng enerhiya. Ito ay tungkol sa mas mababang gastos. Kaya iyon ang trilemma – ito ay dapat ding maging abot-kaya.”

Sa loob ng dalawang taon mula noong ginampanan niya ang tungkulin bilang CEO sa Tokamak Energy, sinabi ni Kelsall na nakita niya ang isang dramatikong pagtaas ng interes ng mamumuhunan sa sektor ng nuclear fusion. "Nagkaroon ng isang napaka-makabuluhan, sa palagay ko ay napapansing pagbabago sa gana sa mamumuhunan at interes sa fusion space sa nakalipas na 12 buwan," sabi niya. "Ang sektor ay nagkaroon nitong mga nakaraang taon ng mahigit $5 bilyon na equity investment na nanggagaling sa nangungunang institusyonal, sovereign wealth, at strategic na pangalan, pati na rin ang mga ultra-high net worth influencer at energy incumbents - madalas sa pamamagitan ng kanilang mga venture unit."

Nahanap din niya ang mga inisyatiba ng mga pamahalaan sa Europa, at kamakailan lamang, sa Estados Unidos upang bigyang-priyoridad ang pagpopondo para sa pananaliksik at pag-unlad na nauugnay sa pagsasanib na lubos na nakapagpapatibay. “Talagang iginagalang at hinahangaan namin ang ecosystem na nabubuo sa US. Nagkaroon kami ng ilang mahusay na pakikipagsosyo sa University of Illinois at Princeton Plasma Physics Laboratory, Oak Ridge at iba pa, at gusto naming ipagpatuloy ang paglalakbay na iyon," sabi ni Kelsall.

"Kinilala ng US Government na ang fusion ay may geostrategic na kahalagahan, at naglunsad ng pampubliko/pribadong milestone-based na programa sa pagpopondo na isang analog ng isang naunang programa na sa huli ay nagbunga ng SpaceX bilang ginustong supplier ng NASA ng mga orbital delivery platform. At ang isa pang malaking positibo ay malinaw na ang Inflation Reduction Act, na kinabibilangan ng $280 milyon sa pagpopondo na inilaan para sa Kagawaran ng Enerhiya upang isulong ang pagsasaliksik at pag-unlad ng pagsasanib.

Sa kabuuan, ito ay isang lalong nangangako na kapaligiran sa pamumuhunan para sa mga nakikibahagi sa pagsasaliksik at pagpapaunlad ng fusion energy ngayon. Ang hamon para sa Tokamak Energy at iba pang mga naghahangad na kumpanya ng pagsasanib ay ipakita ang kani-kanilang mga teknolohiya at proseso na maaaring makamit ang mga magnitude sa mga pakinabang ng netong enerhiya na gagawin silang nasusukat sa isang pang-ekonomiyang paraan.

Tulad ng sabi ni Kelsall, ito ay isang karera laban sa oras, isa na lumalaki nang madali sa bawat araw na lumilipas.