Τα χρησιμοποιούμε για να σας προσφέρουμε την καλύτερη εμπειρία. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε τον ιστότοπό μας, θα υποθέσουμε ότι είστε στην ευχάριστη θέση να λαμβάνετε όλα τα cookies σε αυτόν τον ιστότοπο.
Η ιταλική εταιρεία πετρελαίου Eni επενδύει 50 εκατομμύρια δολάρια στην Commonwealth Fusion Systems, ένα spinout του MIT που συνεργάζεται με το ινστιτούτο για την ανάπτυξη υπεραγώγιμων μαγνητών για την παραγωγή ενέργειας μηδενικού άνθρακα σε ένα πείραμα ισχύος σύντηξης που ονομάζεται SPARC. Ο Τζούλιαν Τέρνερ δέχεται το χαμηλών τόνων από τον CEO Robert Mumgaard.
Βαθιά μέσα στις αγιασμένες αίθουσες του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) λαμβάνει χώρα μια ενεργειακή επανάσταση. Μετά από δεκαετίες προόδου, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ισχύς σύντηξης είναι επιτέλους έτοιμη να διεκδικήσει την ημέρα της και ότι το ιερό δισκοπότηρο της απεριόριστης, χωρίς καύση, ενέργειας μηδενικού άνθρακα μπορεί να είναι εφικτό.
Ο ιταλικός ενεργειακός γίγαντας Eni μοιράζεται αυτήν την αισιοδοξία, επενδύοντας 50 εκατομμύρια ευρώ (62 εκατομμύρια δολάρια) σε ένα έργο συνεργασίας με το Plasma Fusion and Science Center (PSFC) του MIT και την ιδιωτική εταιρεία Commonwealth Fusion Systems (CFS), που στοχεύει στη γρήγορη παρακολούθηση της ισχύος σύντηξης στο δίκτυο σε μόλις 15 χρόνια.
Ο έλεγχος της σύντηξης, η διαδικασία που τροφοδοτεί τον ήλιο και τα αστέρια, έχει καθυστερήσει λόγω του πανάρχαιου προβλήματος: ενώ η πρακτική απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σε ακραίες θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, υψηλότερες από το κέντρο του ήλιο και πολύ ζεστό για να αντέξει οποιοδήποτε στερεό υλικό.
Ως αποτέλεσμα της πρόκλησης του περιορισμού των καυσίμων σύντηξης σε αυτές τις ακραίες συνθήκες, τα πειράματα ισχύος σύντηξης λειτουργούσαν, μέχρι τώρα, με έλλειμμα, παράγοντας λιγότερη ενέργεια από αυτή που απαιτείται για τη διατήρηση των αντιδράσεων σύντηξης και επομένως δεν είναι σε θέση να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για το πλέγμα.
«Η έρευνα για τη σύντηξη έχει μελετηθεί εκτενώς τις τελευταίες δεκαετίες, με αποτέλεσμα την πρόοδο στην επιστημονική κατανόηση και τις τεχνολογίες για την ισχύ σύντηξης», λέει ο CEO της CFS, Robert Mumgaard.
«Η CFS εμπορευματοποιεί τη σύντηξη χρησιμοποιώντας την προσέγγιση υψηλού πεδίου, όπου αναπτύσσουμε νέους μαγνήτες υψηλού πεδίου για την κατασκευή μικρότερων συσκευών σύντηξης χρησιμοποιώντας την ίδια προσέγγιση φυσικής με τα μεγαλύτερα κυβερνητικά προγράμματα. Για να γίνει αυτό, η CFS συνεργάζεται στενά με το MIT σε ένα συλλογικό έργο, ξεκινώντας με την ανάπτυξη των νέων μαγνητών».
Η συσκευή SPARC χρησιμοποιεί ισχυρά μαγνητικά πεδία για να συγκρατήσει στη θέση του το ζεστό πλάσμα – μια αέρια σούπα υποατομικών σωματιδίων – για να αποτρέψει την επαφή του με οποιοδήποτε μέρος του θαλάμου κενού σε σχήμα ντόνατ.
«Η κύρια πρόκληση είναι να δημιουργηθεί ένα πλάσμα σε συνθήκες για να συμβεί σύντηξη, έτσι ώστε να παράγει περισσότερη ενέργεια από ό,τι καταναλώνει», εξηγεί ο Mumgaard. «Αυτό βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε ένα υποπεδίο της φυσικής γνωστό ως φυσική πλάσματος».
Αυτό το συμπαγές πείραμα έχει σχεδιαστεί για να παράγει περίπου 100 MW θερμότητας σε παλμούς δέκα δευτερολέπτων, όση ισχύς χρησιμοποιείται από μια μικρή πόλη. Όμως, καθώς το SPARC είναι ένα πείραμα, δεν θα περιλαμβάνει τα συστήματα για τη μετατροπή της ισχύος σύντηξης σε ηλεκτρική ενέργεια.
Οι επιστήμονες στο MIT προβλέπουν ότι η παραγωγή θα είναι μεγαλύτερη από τη διπλάσια ισχύ που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του πλάσματος, επιτυγχάνοντας τελικά το απόλυτο τεχνικό ορόσημο: τη θετική καθαρή ενέργεια από τη σύντηξη.
«Η σύντηξη συμβαίνει μέσα σε ένα πλάσμα που συγκρατείται στη θέση του και μονώνεται χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία», λέει ο Mumgaard. «Αυτό είναι εννοιολογικά σαν ένα μαγνητικό μπουκάλι. Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου σχετίζεται πολύ έντονα με την ικανότητα της μαγνητικής φιάλης να μονώνει το πλάσμα ώστε να μπορεί να φτάσει σε συνθήκες σύντηξης.
«Επομένως, αν μπορούμε να φτιάξουμε ισχυρούς μαγνήτες, μπορούμε να φτιάξουμε πλάσμα που μπορεί να γίνει θερμότερο και πιο πυκνό χρησιμοποιώντας λιγότερη ισχύ για να το διατηρήσει. Και με καλύτερα πλάσμα μπορούμε να κάνουμε τις συσκευές μικρότερες και πιο εύχρηστες στην κατασκευή και ανάπτυξη.
«Με τους υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας, έχουμε ένα νέο εργαλείο για να φτιάχνουμε μαγνητικά πεδία πολύ υψηλής αντοχής, και επομένως καλύτερα και μικρότερα μαγνητικά μπουκάλια. Πιστεύουμε ότι αυτό θα μας οδηγήσει στη σύντηξη πιο γρήγορα».
Ο Mumgaard αναφέρεται σε μια νέα γενιά υπεραγώγιμων ηλεκτρομαγνητών μεγάλης οπής που έχουν τη δυνατότητα να παράγουν μαγνητικό πεδίο δύο φορές ισχυρότερο από αυτό που χρησιμοποιείται σε οποιοδήποτε υπάρχον πείραμα σύντηξης, επιτρέποντας μεγαλύτερη από δεκαπλάσια αύξηση της ισχύος ανά μέγεθος.
Κατασκευασμένοι από χαλύβδινη ταινία επικαλυμμένη με μια ένωση που ονομάζεται οξείδιο υττρίου-βαρίου-χαλκού (YBCO), οι νέοι υπεραγώγιμοι μαγνήτες θα επιτρέψουν στην SPARC να παράγει ισχύ σύντηξης περίπου το ένα πέμπτο αυτής του ITER, αλλά σε μια συσκευή που είναι μόνο περίπου το 1/65 του τόμος.
Μειώνοντας το μέγεθος, το κόστος, το χρονοδιάγραμμα και την οργανωτική πολυπλοκότητα που απαιτείται για την κατασκευή συσκευών καθαρής ενέργειας σύντηξης, οι μαγνήτες YBCO θα επιτρέψουν επίσης νέες ακαδημαϊκές και εμπορικές προσεγγίσεις για την ενέργεια σύντηξης.
«Το SPARC και το ITER είναι και τα δύο tokamaks, ένας συγκεκριμένος τύπος μαγνητικού μπουκαλιού που βασίζεται στην εκτενή βασική επιστήμη της ανάπτυξης της φυσικής του πλάσματος κατά τη διάρκεια των δεκαετιών», διευκρινίζει ο Mumgaard.
«Η SPARC θα χρησιμοποιήσει την επόμενη γενιά μαγνητών υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας (HTS) που επιτρέπουν πολύ υψηλότερο μαγνητικό πεδίο, δίνοντας τη στοχευμένη απόδοση σύντηξης σε πολύ μικρότερο μέγεθος.
«Πιστεύουμε ότι αυτό θα είναι ένα βασικό συστατικό για την επίτευξη της σύντηξης σε ένα χρονοδιάγραμμα σχετικό με το κλίμα και ένα οικονομικά ελκυστικό προϊόν».
Στο θέμα των χρονοδιαγραμμάτων και της εμπορικής βιωσιμότητας, το SPARC είναι μια εξέλιξη ενός σχεδιασμού tokamak που έχει μελετηθεί και τελειοποιηθεί για δεκαετίες, συμπεριλαμβανομένης της εργασίας στο MIT που ξεκίνησε τη δεκαετία του 1970.
Το πείραμα SPARC στοχεύει να ανοίξει το δρόμο για την πρώτη πραγματική εγκατάσταση ηλεκτρικής ενέργειας σύντηξης στον κόσμο με χωρητικότητα περίπου 200 MW ηλεκτρικής ενέργειας, συγκρίσιμη με αυτή των περισσότερων εμπορικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Παρά τον ευρέως διαδεδομένο σκεπτικισμό σχετικά με την ισχύ σύντηξης – η Eni έχει το μακροπρόθεσμο όραμα να είναι η πρώτη παγκόσμια εταιρεία πετρελαίου που θα επενδύσει πολλά σε αυτήν – οι υποστηρικτές πιστεύουν ότι η τεχνική μπορεί ενδεχομένως να καλύψει ένα σημαντικό μέρος των αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών του κόσμου, ενώ ταυτόχρονα μειώνει εκπομπές αερίων θερμοκηπίου.
Η μικρότερη κλίμακα που ενεργοποιείται από τους νέους υπεραγώγιμους μαγνήτες επιτρέπει δυνητικά μια ταχύτερη, φθηνότερη διαδρομή προς την ηλεκτρική ενέργεια από την ενέργεια σύντηξης στο δίκτυο.
Η Eni εκτιμά ότι θα κοστίσει 3 δισεκατομμύρια δολάρια για την ανάπτυξη ενός αντιδραστήρα σύντηξης 200 MW έως το 2033. Το έργο ITER, μια συνεργασία μεταξύ Ευρώπης, ΗΠΑ, Κίνας, Ινδίας, Ιαπωνίας, Ρωσίας και Νότιας Κορέας, βρίσκεται πάνω από τα μισά του δρόμου προς τον στόχο του για ένα πρώτο σούπερ -Δοκιμή θερμαινόμενου πλάσματος έως το 2025 και πρώτη σύντηξη πλήρους ισχύος έως το 2035, και έχει προϋπολογισμό περίπου 20 δις ευρώ. Όπως και με το SPARC, το ITER έχει σχεδιαστεί για να μην παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Έτσι, με το δίκτυο των ΗΠΑ να απομακρύνεται από τους μονολιθικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας 2GW-3GW άνθρακα ή σχάσης προς εκείνους της περιοχής 100MW-500MW, μπορεί η ισχύς σύντηξης να ανταγωνιστεί σε μια σκληρή αγορά – και, αν ναι, πότε;
«Υπάρχει ακόμη έρευνα που πρέπει να γίνει, αλλά οι προκλήσεις είναι γνωστές, η νέα καινοτομία δείχνει τον δρόμο για την επιτάχυνση των πραγμάτων, οι νέοι παίκτες όπως το CFS φέρνουν εμπορική εστίαση στα προβλήματα και η βασική επιστήμη είναι ώριμη», λέει ο Mumgaard.
«Πιστεύουμε ότι η σύντηξη είναι πιο κοντά από ό,τι πιστεύουν πολλοί. Μείνετε συντονισμένοι.” jQuery( document ).ready(function() { /* Companies carousel */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true });
Η DAMM Cellular Systems A/S είναι ένας από τους παγκόσμιους ηγέτες στα αξιόπιστα, ανθεκτικά και εύκολα επεκτάσιμα επίγεια συστήματα επικοινωνίας με κορυφαίο ραδιόφωνο (TETRA) και ψηφιακό κινητό ραδιόφωνο (DMR) για βιομηχανικούς, εμπορικούς πελάτες και πελάτες δημόσιας ασφάλειας.
Το DAMM TetraFlex Dispatcher προσφέρει αυξημένη απόδοση σε οργανισμούς, λειτουργώντας ένα στόλο συνδρομητών που απαιτούν εντολή, έλεγχο και παρακολούθηση ραδιοεπικοινωνιών.
Το DAMM TetraFlex Voice and Data Log System προσφέρει ολοκληρωμένες και ακριβείς λειτουργίες εγγραφής φωνής και δεδομένων, καθώς και ένα ευρύ φάσμα εγκαταστάσεων καταγραφής CDR.
Η Green Tape Solutions είναι μια αυστραλιανή εταιρεία συμβούλων, η οποία ειδικεύεται σε περιβαλλοντικές εκτιμήσεις, εγκρίσεις και ελέγχους, καθώς και οικολογικές έρευνες.
Όταν θέλετε να βελτιώσετε την απόδοση και την αξιοπιστία του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σας, θα θέλετε τη σωστή εμπειρία προσομοίωσης για να φτάσετε εκεί. Μια εταιρεία έχει την αφοσίωση να παράγει πραγματικούς προσομοιωτές σταθμών παραγωγής ενέργειας που διασφαλίζουν ότι το προσωπικό σας έχει τις απαιτούμενες γνώσεις για την ασφαλή και αποτελεσματική λειτουργία του εργοστασίου σας.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-18-2019