Używamy ich, aby zapewnić Ci najlepsze doświadczenia. Jeśli będziesz nadal korzystać z naszej witryny, założymy, że zgadzasz się na otrzymywanie wszystkich plików cookie z tej witryny.
Włoski koncern naftowy Eni inwestuje 50 milionów dolarów w Commonwealth Fusion Systems, spółkę wydzieloną z MIT, która współpracuje z instytutem nad opracowaniem magnesów nadprzewodzących do wytwarzania energii o zerowej emisji dwutlenku węgla w eksperymencie z energią termojądrową o nazwie SPARC. Julian Turner otrzymuje szczegółowe informacje od dyrektora generalnego Roberta Mumgaarda.
Głęboko w uświęconych salach Massachusetts Institute of Technology (MIT) ma miejsce rewolucja energetyczna. Po dziesięcioleciach postępu naukowcy uważają, że energia termojądrowa jest wreszcie gotowa, by wykorzystać swój dzień i że święty Graal nieograniczonej, niewymagającej spalania i zeroemisyjnej energii może być w zasięgu ręki.
Włoski gigant energetyczny Eni podziela ten optymizm, inwestując 50 mln euro (62 mln dolarów) we wspólny projekt z Plasma Fusion and Science Center (PSFC) MIT i prywatną firmą Commonwealth Fusion Systems (CFS), którego celem jest szybkie wprowadzenie energii termojądrowej do sieci już za 15 lat.
Kontrolowanie syntezy jądrowej, procesu zasilającego słońce i gwiazdy, utknęło w martwym punkcie ze względu na odwieczny problem: chociaż praktyka ta uwalnia ogromne ilości energii, można ją przeprowadzać jedynie w ekstremalnych temperaturach sięgających milionów stopni Celsjusza, czyli wyższych niż w centrum Ziemi słońcem i zbyt gorąco, aby mógł wytrzymać jakikolwiek stały materiał.
W wyniku wyzwania, jakim jest zamknięcie paliw termojądrowych w tak ekstremalnych warunkach, eksperymenty z energią termojądrową jak dotąd przebiegały z deficytem, generując mniej energii, niż jest to wymagane do podtrzymania reakcji termojądrowych, w związku z czym nie są w stanie wyprodukować energii elektrycznej na potrzeby siatka.
„Badania nad syntezą termojądrową były szeroko badane przez ostatnie kilka dziesięcioleci, co zaowocowało postępem w rozumieniu naukowym i technologiami energii termojądrowej” – mówi dyrektor generalny CFS Robert Mumgaard.
„CFS komercjalizuje syntezę termojądrową, stosując podejście o wysokim polu, w ramach którego opracowujemy nowe magnesy o wysokim polu, aby tworzyć mniejsze urządzenia termojądrowe, korzystając z tego samego podejścia fizycznego, co w przypadku większych programów rządowych. W tym celu CFS ściśle współpracuje z MIT w ramach wspólnego projektu, zaczynając od opracowania nowych magnesów”.
Urządzenie SPARC wykorzystuje silne pola magnetyczne do utrzymywania w miejscu gorącej plazmy – gazowej zupy cząstek subatomowych – aby zapobiec jej kontaktowi z jakąkolwiek częścią komory próżniowej w kształcie pączka.
„Głównym wyzwaniem jest wytworzenie plazmy w takich warunkach, w których zachodzi fuzja, tak aby wytwarzała więcej energii, niż zużywała” – wyjaśnia Mumgaard. „To w dużej mierze opiera się na poddziedzinie fizyki znanej jako fizyka plazmy”.
Ten kompaktowy eksperyment ma wytworzyć około 100 MW ciepła w dziesięciosekundowych impulsach, czyli tyle, ile zużywa małe miasto. Ponieważ jednak SPARC jest eksperymentem, nie obejmie systemów przekształcających energię termojądrową w energię elektryczną.
Naukowcy z MIT spodziewają się, że moc wyjściowa będzie ponad dwukrotnie większa od mocy wykorzystywanej do podgrzewania plazmy, co w końcu pozwoli osiągnąć ostateczny kamień milowy pod względem technicznym: dodatnią energię netto z syntezy jądrowej.
„Fuzja zachodzi wewnątrz plazmy utrzymywanej na miejscu i izolowanej za pomocą pól magnetycznych” – mówi Mumgaard. „Pod względem koncepcyjnym przypomina to butelkę magnetyczną. Siła pola magnetycznego jest bardzo silnie powiązana ze zdolnością butelki magnetycznej do izolowania plazmy, tak aby mogła ona osiągnąć warunki topnienia.
„Tak więc, jeśli uda nam się wyprodukować silne magnesy, możemy wytworzyć plazmę, która będzie gorętsza i gęstsza, zużywając mniej energii do jej podtrzymania. Dzięki lepszej plazmie możemy sprawić, że urządzenia będą mniejsze i łatwiejsze w budowie i rozwoju.
„Dzięki nadprzewodnikom wysokotemperaturowym mamy nowe narzędzie do wytwarzania pól magnetycznych o bardzo dużej sile, a tym samym lepszych i mniejszych butelek magnetycznych. Wierzymy, że dzięki temu szybciej dojdziemy do fuzji”.
Mumgaard ma na myśli nową generację elektromagnesów nadprzewodzących o dużej średnicy, które mogą wytwarzać pole magnetyczne dwukrotnie silniejsze niż to stosowane w jakimkolwiek istniejącym eksperymencie z syntezą termojądrową, umożliwiając ponad dziesięciokrotny wzrost mocy w zależności od rozmiaru.
Wykonane z taśmy stalowej pokrytej związkiem zwanym tlenkiem itru, baru i miedzi (YBCO), nowe magnesy nadprzewodzące umożliwią SPARC wytworzenie mocy termojądrowej o około jedną piątą mocy ITER, ale w urządzeniu stanowiącym zaledwie około 1/65 mocy wyjściowej tom.
Zmniejszając rozmiar, koszty, harmonogram i złożoność organizacyjną wymaganą do budowy urządzeń wykorzystujących energię termojądrową netto, magnesy YBCO umożliwią także nowe podejście akademickie i komercyjne do energii termojądrowej.
„Zarówno SPARC, jak i ITER to tokamaki, specyficzny rodzaj butelki magnetycznej oparty na rozległych podstawach naukowych dotyczących rozwoju fizyki plazmy na przestrzeni dziesięcioleci” – wyjaśnia Mumgaard.
„SPARC wykorzysta kolejną generację magnesów nadprzewodnikowych wysokotemperaturowych (HTS), które pozwalają na wytworzenie znacznie wyższego pola magnetycznego, zapewniając docelową wydajność syntezy jądrowej przy znacznie mniejszych rozmiarach.
„Wierzymy, że będzie to kluczowy element osiągnięcia syntezy termojądrowej w skali czasowej istotnej dla klimatu i uzyskania produktu atrakcyjnego ekonomicznie”.
Jeśli chodzi o ramy czasowe i opłacalność komercyjną, SPARC jest ewolucją projektu tokamaka, który był badany i udoskonalany przez dziesięciolecia, w tym prace w MIT rozpoczęte w latach 70. XX wieku.
Eksperyment SPARC ma na celu utorowanie drogi dla pierwszego na świecie prawdziwego obiektu wytwarzającego energię termojądrową o mocy około 200 MW energii elektrycznej, porównywalnej z mocą większości komercyjnych elektrowni.
Pomimo powszechnego sceptycyzmu wobec energii termojądrowej – Eni ma przyszłościową wizję bycia pierwszą światową firmą naftową, która w nią dużo zainwestuje – zwolennicy uważają, że technika ta może potencjalnie zaspokoić znaczną część rosnących światowych potrzeb energetycznych, jednocześnie ograniczając emisję gazów cieplarnianych.
Mniejsza skala, jaką umożliwiają nowe magnesy nadprzewodzące, potencjalnie umożliwia szybsze i tańsze pozyskiwanie energii elektrycznej z energii termojądrowej w sieci.
Eni szacuje, że koszt budowy reaktora termojądrowego o mocy 200 MW do 2033 r. będzie kosztować 3 miliardy dolarów. Projekt ITER, będący owocem współpracy Europy, Stanów Zjednoczonych, Chin, Indii, Japonii, Rosji i Korei Południowej, jest już w ponad połowie drogi do celu, jakim jest pierwszy super -test podgrzewanej plazmy do 2025 r. i pierwsza synteza termojądrowa o pełnej mocy do 2035 r., a jej budżet wynosi około 20 miliardów euro. Podobnie jak SPARC, ITER zaprojektowano tak, aby nie wytwarzał energii elektrycznej.
Zatem w sytuacji odchodzenia amerykańskiej sieci energetycznej od monolitycznych elektrowni węglowych lub elektrowni rozszczepialnych o mocy 2 GW–3 GW na rzecz elektrowni o mocy od 100 MW do 500 MW, czy energia termojądrowa może konkurować na trudnym rynku – a jeśli tak, to kiedy?
„Pozostają jeszcze badania do przeprowadzenia, ale wyzwania są znane, nowe innowacje wskazują drogę do przyspieszenia prac, nowi gracze, tacy jak CFS, skupiają się na problemach w sposób komercyjny, a podstawy nauki są już dojrzałe” – mówi Mumgaard.
„Wierzymy, że fuzja jest bliżej, niż wielu osobom się wydaje. Czekać na dalsze informacje." jQuery( document ).ready(function() { /* Karuzela firm */ jQuery('.carousel').slick({ kropki: prawda, nieskończoność: prawda, prędkość: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: prawda });
DAMM Cellular Systems A/S jest jednym ze światowych liderów w dziedzinie niezawodnych, wytrzymałych i łatwo skalowalnych systemów komunikacji naziemnej sieci trankingowej (TETRA) i cyfrowej łączności radiowej (DMR) dla klientów z branży przemysłowej, handlowej i bezpieczeństwa publicznego.
DAMM TetraFlex Dispatcher oferuje zwiększoną wydajność w organizacjach obsługujących flotę abonentów wymagających dowodzenia, kontroli i monitorowania komunikacji radiowej.
System rejestrowania głosu i danych DAMM TetraFlex oferuje kompleksowe i dokładne funkcje nagrywania głosu i danych, a także szeroką gamę funkcji rejestrowania CDR.
Green Tape Solutions to australijska firma doradcza, specjalizująca się w ocenach środowiskowych, zezwoleniach i audytach, a także badaniach ekologicznych.
Jeśli chcesz poprawić wydajność i niezawodność swojej elektrowni, potrzebujesz odpowiedniej symulacji, która Ci to umożliwi. Jedna firma specjalizuje się w produkcji realistycznych symulatorów elektrowni, które zapewniają, że Twój personel będzie posiadał wiedzę wymaganą do bezpiecznej i wydajnej obsługi elektrowni.
Czas publikacji: 18 grudnia 2019 r