Мы используем их, чтобы дать вам лучший опыт. Если вы продолжите использовать наш веб-сайт, мы будем считать, что вы согласны получать все файлы cookie на этом веб-сайте.
Итальянская нефтяная компания Eni инвестирует 50 миллионов долларов в Commonwealth Fusion Systems, подразделение Массачусетского технологического института, которое сотрудничает с институтом в разработке сверхпроводящих магнитов для производства энергии с нулевым выбросом углерода в эксперименте по термоядерной энергии под названием SPARC. Джулиан Тернер получает подробную информацию от генерального директора Роберта Мамгаарда.
Глубоко в священных залах Массачусетского технологического института (MIT) происходит энергетическая революция. После десятилетий прогресса ученые полагают, что термоядерная энергия наконец-то готова заявить о своем дне и что Святой Грааль безграничной, безвозгорания и безуглеродной энергии может быть в пределах досягаемости.
Итальянский энергетический гигант Eni разделяет этот оптимизм, инвестируя 50 миллионов евро (62 миллиона долларов) в совместный проект с Центром плазменного синтеза и науки Массачусетского технологического института (PSFC) и частной компанией Commonwealth Fusion Systems (CFS), целью которого является ускоренное внедрение термоядерной энергии в сеть. всего за 15 лет.
Управление термоядерным синтезом, процессом, который питает Солнце и звезды, застопорилось из-за извечной проблемы: хотя эта практика высвобождает огромное количество энергии, ее можно осуществлять только при экстремальных температурах в миллионы градусов Цельсия, более горячих, чем в центре Земли. солнце и слишком жарко, чтобы выдержать любой твердый материал.
В результате проблемы удержания термоядерного топлива в этих экстремальных условиях эксперименты по термоядерной энергии до сих пор проводились с дефицитом, генерируя меньше энергии, чем требуется для поддержания термоядерных реакций, и поэтому не могут производить электричество для сетка.
«Исследования в области термоядерного синтеза широко изучались в течение последних нескольких десятилетий, что привело к прогрессу в научном понимании и технологиях термоядерной энергетики», — говорит генеральный директор CFS Роберт Мамгаард.
«CFS коммерциализирует термоядерный синтез, используя подход сильного поля: мы разрабатываем новые магниты сильного поля для изготовления термоядерных устройств меньшего размера, используя тот же физический подход, что и в более крупных государственных программах. Для этого CFS тесно сотрудничает с MIT в рамках совместного проекта, начиная с разработки новых магнитов».
Устройство SPARC использует мощные магнитные поля, чтобы удерживать на месте горячую плазму – газовый суп из субатомных частиц – чтобы предотвратить ее контакт с какой-либо частью вакуумной камеры в форме пончика.
«Главная задача — создать плазму в условиях, способствующих термоядерному синтезу, чтобы она производила больше энергии, чем потребляла», — объясняет Мамгаард. «Это во многом зависит от раздела физики, известного как физика плазмы».
Этот компактный эксперимент предназначен для производства около 100 МВт тепла десятисекундными импульсами — столько же энергии, сколько потребляет небольшой город. Но, поскольку SPARC — это эксперимент, он не будет включать в себя системы для преобразования энергии термоядерного синтеза в электричество.
Ученые из Массачусетского технологического института ожидают, что выходная мощность более чем в два раза превысит мощность, используемую для нагрева плазмы, и, наконец, достигнет конечной технической вехи: положительной чистой энергии термоядерного синтеза.
«Термоядерный синтез происходит внутри плазмы, удерживаемой на месте и изолированной с помощью магнитных полей», — говорит Мамгаард. «Концептуально это похоже на магнитную бутылку. Сила магнитного поля очень сильно зависит от способности магнитной бутылки изолировать плазму, чтобы она могла достичь условий термоядерного синтеза.
«Таким образом, если мы сможем создать сильные магниты, мы сможем создать плазму, которая может становиться более горячей и плотной, используя для ее поддержания меньше энергии. А с помощью более качественной плазмы мы сможем сделать устройства меньшими по размеру и сделать их более удобными в изготовлении и разработке.
«Благодаря высокотемпературным сверхпроводникам у нас есть новый инструмент для создания очень сильных магнитных полей и, следовательно, лучших и меньших по размеру магнитных бутылок. Мы верим, что это поможет нам быстрее слиться».
Мамгаард имеет в виду новое поколение сверхпроводящих электромагнитов большого диаметра, которые способны создавать магнитное поле вдвое более сильное, чем то, которое используется в любом существующем термоядерном эксперименте, что позволяет более чем в десять раз увеличить мощность каждого размера.
Изготовленные из стальной ленты, покрытой соединением под названием оксид иттрия-бария-меди (YBCO), новые сверхпроводящие магниты позволят SPARC производить выходную мощность термоядерного синтеза, примерно в пять раз превышающую мощность ИТЭР, но в устройстве, мощность которого составляет всего лишь около 1/65 мощности. объем.
Уменьшая размер, стоимость, сроки и организационную сложность, необходимые для создания устройств с чистой термоядерной энергией, магниты YBCO также откроют новые академические и коммерческие подходы к термоядерной энергии.
«И SPARC, и ИТЭР — это токамаки, особый тип магнитной бутылки, основанный на обширной фундаментальной науке о развитии физики плазмы на протяжении десятилетий», — поясняет Мамгаард.
«SPARC будет использовать следующее поколение магнитов из высокотемпературного сверхпроводника (HTS), которые обеспечивают гораздо более сильное магнитное поле, обеспечивая целевые характеристики термоядерного синтеза при гораздо меньших размерах.
«Мы считаем, что это станет ключевым компонентом достижения термоядерного синтеза в климатически значимые сроки и экономически привлекательного продукта».
Что касается сроков и коммерческой жизнеспособности, SPARC представляет собой эволюцию конструкции токамака, которая изучалась и совершенствовалась на протяжении десятилетий, включая работы в Массачусетском технологическом институте, начавшиеся в 1970-х годах.
Эксперимент SPARC призван проложить путь к созданию первой в мире настоящей термоядерной электростанции мощностью около 200 МВт, что сопоставимо с мощностью большинства коммерческих электростанций.
Несмотря на широко распространенный скептицизм в отношении термоядерной энергетики (Eni имеет дальновидную цель стать первой глобальной нефтяной компанией, которая вложит в нее значительные средства), сторонники этой технологии считают, что этот метод потенциально может удовлетворить значительную часть растущих мировых потребностей в энергии, одновременно сокращая выбросы парниковых газов.
Меньший масштаб, обеспечиваемый новыми сверхпроводящими магнитами, потенциально обеспечивает более быстрый и дешевый путь к получению электроэнергии за счет энергии термоядерного синтеза в сети.
По оценкам Eni, разработка термоядерного реактора мощностью 200 МВт к 2033 году обойдется в 3 миллиарда долларов. Проект ИТЭР, являющийся результатом сотрудничества Европы, США, Китая, Индии, Японии, России и Южной Кореи, находится более чем на полпути к своей цели — созданию первого сверхмощного реактора. - испытание нагретой плазмы к 2025 году и первый термоядерный синтез на полную мощность к 2035 году, а бюджет составляет около 20 миллиардов евро. Как и SPARC, ИТЭР спроектирован так, чтобы не производить электроэнергию.
Итак, в условиях перехода энергосистемы США от монолитных угольных электростанций мощностью 2–3 ГВт или атомных электростанций к станциям мощностью 100–500 МВт, сможет ли термоядерная энергетика конкурировать на жестком рынке – и если да, то когда?
«Исследования еще предстоит провести, но проблемы известны, новые инновации указывают путь к ускорению процесса, новые игроки, такие как CFS, привносят коммерческий фокус в решение проблем, а фундаментальная наука уже достигла зрелости», — говорит Мамгаард.
«Мы считаем, что синтез ближе, чем думают многие. Следите за обновлениями." jQuery( document ).ready(function() { /* Карусель компаний */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, Infinite: true, скорость: 300, lazyLoad: 'ondemand', SlidesToShow: 1, SlidesToScroll: 1, AdaptiveHeight: true });
DAMM Cellular Systems A/S — один из мировых лидеров в области надежных, прочных и легко масштабируемых систем связи наземной транкинговой радиосвязи (TETRA) и цифровой мобильной радиосвязи (DMR) для заказчиков в сфере промышленной, коммерческой и общественной безопасности.
DAMM TetraFlex Dispatcher обеспечивает повышение эффективности в организациях, эксплуатирующих множество абонентов, которым требуется управление, контроль и мониторинг радиосвязи.
Система регистрации голоса и данных DAMM TetraFlex предлагает комплексные и точные функции записи голоса и данных, а также широкий спектр средств регистрации CDR.
Green Tape Solutions — австралийская консалтинговая компания, специализирующаяся на экологических оценках, разрешениях и аудите, а также экологических исследованиях.
Если вы хотите улучшить производительность и надежность вашей электростанции, вам понадобится правильный опыт моделирования, который поможет вам в этом. Одна компания стремится производить реалистичные симуляторы электростанций, которые гарантируют, что ваш персонал обладает знаниями, необходимыми для безопасной и эффективной эксплуатации вашей электростанции.
Время публикации: 18 декабря 2019 г.