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이탈리아 석유 회사인 Eni는 SPARC라는 핵융합 전력 실험에서 탄소 제로 에너지를 생산하기 위해 초전도 자석 개발 연구소와 협력하고 있는 MIT 스핀아웃인 Commonwealth Fusion Systems에 5천만 달러를 투자하고 있습니다. Julian Turner는 CEO Robert Mumgaard로부터 정보를 얻습니다.
매사추세츠 공과대학(MIT)의 신성한 홀 깊은 곳에서 에너지 혁명이 일어나고 있습니다. 수십 년의 발전 끝에 과학자들은 핵융합 발전이 마침내 그 시대를 맞이할 준비가 되었으며 무한하고 연소가 필요 없으며 탄소가 없는 에너지의 성배가 가까이 다가올 수 있다고 믿습니다.
이탈리아의 거대 에너지 기업인 Eni는 이러한 낙관론을 공유하며 MIT의 PSFC(플라즈마 융합 과학 센터) 및 민간 기업인 Commonwealth Fusion Systems(CFS)과의 협력 프로젝트에 5천만 유로(6200만 달러)를 투자했습니다. 짧게는 15년 안에.
태양과 별에 동력을 공급하는 과정인 핵융합을 제어하는 것은 오래된 문제로 인해 지연되고 있습니다. 핵융합은 막대한 양의 에너지를 방출하지만 중심부보다 더 높은 섭씨 수백만 도의 극한 온도에서만 수행될 수 있습니다. 햇빛이 강하고 고체 물질이 견디기에는 너무 뜨겁습니다.
이러한 극한 조건에서 핵융합 연료를 제한해야 하는 과제의 결과로, 핵융합 발전 실험은 지금까지 핵융합 반응을 유지하는 데 필요한 것보다 적은 에너지를 생성하는 적자 상태로 진행되어 왔습니다. 그리드.
CFS CEO인 Robert Mumgaard는 “핵융합 연구는 지난 수십 년 동안 광범위하게 연구되어 핵융합 발전에 대한 과학적 이해와 기술이 발전했습니다.”라고 말했습니다.
“CFS는 더 큰 정부 프로그램과 동일한 물리적 접근 방식을 사용하여 더 작은 핵융합 장치를 만들기 위해 새로운 고전자장 자석을 개발하는 고자장 접근 방식을 사용하여 핵융합을 상용화하고 있습니다. 이를 위해 CFS는 새로운 자석 개발부터 시작하여 공동 프로젝트를 통해 MIT와 긴밀하게 협력하고 있습니다.”
SPARC 장치는 강력한 자기장을 사용하여 뜨거운 플라즈마(아원자 입자의 기체 수프)를 제자리에 고정시켜 도넛 모양의 진공 챔버의 어떤 부분과도 접촉하는 것을 방지합니다.
Mumgaard는 “가장 중요한 과제는 핵융합이 일어나는 조건에서 플라즈마를 생성하여 소비하는 것보다 더 많은 전력을 생산하는 것입니다.”라고 설명합니다. "이것은 플라즈마 물리학으로 알려진 물리학의 하위 분야에 크게 의존합니다."
이 소형 실험은 10초 펄스로 약 100MW의 열을 생산하도록 설계되었습니다. 이는 작은 도시에서 사용하는 전력과 같습니다. 그러나 SPARC는 실험이기 때문에 핵융합 에너지를 전기로 변환하는 시스템은 포함되지 않습니다.
MIT의 과학자들은 출력이 플라즈마를 가열하는 데 사용되는 전력의 두 배 이상이 될 것으로 예상하고 있으며 궁극적으로 궁극적인 기술 이정표인 핵융합으로 인한 양의 순 에너지를 달성할 것으로 예상합니다.
Mumgaard는 “핵융합은 제자리에 고정되고 자기장을 사용하여 절연된 플라즈마 내부에서 발생합니다.”라고 말했습니다. “이것은 개념적으로 자석 병과 같습니다. 자기장의 강도는 플라즈마를 절연하여 융합 조건에 도달할 수 있는 자기병의 능력과 매우 밀접하게 관련되어 있습니다.
“따라서 우리가 강한 자석을 만들 수 있다면 더 적은 전력을 사용하여 더 뜨겁고 밀도가 높아질 수 있는 플라즈마를 만들 수 있습니다. 그리고 더 나은 플라즈마를 사용하면 장치를 더 작고 관리하기 쉽게 만들고 개발할 수 있습니다.
“고온 초전도체를 통해 우리는 매우 강력한 자기장을 만들어 더 좋고 더 작은 자기병을 만들 수 있는 새로운 도구를 갖게 되었습니다. 우리는 이것이 우리의 핵융합을 더욱 빠르게 할 것이라고 믿습니다.”
Mumgaard는 기존 핵융합 실험에 사용된 것보다 두 배 더 강한 자기장을 생성하여 크기당 전력을 10배 이상 증가시킬 수 있는 잠재력을 가진 차세대 대구경 초전도 전자석을 언급하고 있습니다.
이트륨-바륨-구리 산화물(YBCO)이라는 화합물로 코팅된 강철 테이프로 만들어진 새로운 초전도 자석을 통해 SPARC는 ITER의 약 5분의 1 수준의 핵융합 전력 출력을 생성할 수 있지만 장치에서는 약 1/65에 불과합니다. 용량.
YBCO 자석은 순 핵융합 에너지 장치를 구축하는 데 필요한 크기, 비용, 일정 및 조직의 복잡성을 줄임으로써 핵융합 에너지에 대한 새로운 학문적 및 상업적 접근 방식을 가능하게 합니다.
Mumgaard는 "SPARC와 ITER는 모두 수십 년에 걸친 플라즈마 물리학 개발의 광범위한 기초 과학을 기반으로 한 특정 유형의 자기병인 토카막입니다."라고 설명합니다.
“SPARC는 훨씬 더 높은 자기장을 허용하는 차세대 고온 초전도체(HTS) 자석을 활용하여 훨씬 작은 크기에서 목표 핵융합 성능을 제공할 것입니다.
"우리는 이것이 기후 관련 기간에 융합을 달성하고 경제적으로 매력적인 제품을 달성하는 핵심 구성 요소가 될 것이라고 믿습니다."
시간 척도와 상업적 생존 가능성이라는 주제에서 SPARC는 1970년대에 시작된 MIT의 작업을 포함하여 수십 년 동안 연구되고 개선된 토카막 디자인의 진화입니다.
SPARC 실험의 목표는 대부분의 상업용 발전소와 비교할 수 있는 약 200MW의 전기 용량을 갖춘 세계 최초의 진정한 핵융합 발전 시설의 길을 닦는 것입니다.
핵융합 발전에 대한 광범위한 회의론에도 불구하고(Eni는 이에 막대한 투자를 한 최초의 글로벌 석유 회사가 되겠다는 미래 지향적인 비전을 갖고 있음) 옹호자들은 이 기술이 세계적으로 증가하는 에너지 수요의 상당 부분을 잠재적으로 충족하는 동시에 에너지 수요를 대폭 줄일 수 있다고 믿습니다. 온실가스 배출.
새로운 초전도 자석에 의해 가능해진 더 작은 규모는 잠재적으로 그리드의 융합 에너지에서 전기로의 더 빠르고 저렴한 경로를 가능하게 합니다.
Eni는 2033년까지 200MW 핵융합로를 개발하는 데 30억 달러가 소요될 것으로 추산합니다. 유럽, 미국, 중국, 인도, 일본, 러시아, 한국이 협력하는 ITER 프로젝트는 최초의 슈퍼 핵융합로 목표 달성의 절반 이상을 달성했습니다. - 2025년까지 가열 플라즈마 테스트, 2035년까지 최초의 최대 전력 핵융합을 목표로 하며 예산은 약 200억 유로입니다. SPARC와 마찬가지로 ITER도 전기를 생산하지 않도록 설계되었습니다.
그렇다면 미국 전력망이 모놀리식 2GW~3GW 석탄 또는 핵분열 발전소에서 100MW~500MW 범위의 발전소로 이동하고 있는 가운데, 핵융합 발전이 험난한 시장에서 경쟁할 수 있을까요? 그렇다면 언제일까요?
Mumgaard는 "아직 수행해야 할 연구가 있지만 과제가 알려져 있고 새로운 혁신이 사물을 가속화하는 방법을 제시하고 있으며 CFS와 같은 새로운 플레이어가 문제에 상업적인 초점을 맞추고 있으며 기초 과학이 성숙해 있습니다"라고 말했습니다.
“우리는 융합이 많은 사람들이 생각하는 것보다 더 가깝다고 믿습니다. 계속 지켜봐 주시기 바랍니다.” jQuery( document ).ready(function() { /* 회사 캐러셀 */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, unlimited: true, speed: 300,lazyLoad: 'ondemand', SlidesToShow: 1, SlidesToScroll: 1,adaptiveHeight: true }) });
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게시 시간: 2019년 12월 18일