Vi använder dem för att ge dig den bästa upplevelsen. Om du fortsätter att använda vår webbplats, antar vi att du gärna tar emot alla cookies på denna webbplats.
Det italienska oljebolaget Eni investerar 50 miljoner dollar i Commonwealth Fusion Systems, en spinout från MIT som samarbetar med institutet om utvecklingen av supraledande magneter för att producera energi med noll kol i ett fusionskraftexperiment som kallas SPARC. Julian Turner får lågmäld från vd Robert Mumgaard.
Djupt inne i Massachusetts Institute of Technologys (MIT) helgade salar pågår en energirevolution. Efter decennier av framsteg tror forskare att fusionskraft äntligen är redo att göra anspråk på sin dag och att den heliga gralen av gränslös, förbränningsfri, koldioxidfri energi kan vara inom räckhåll.
Den italienska energijätten Eni delar denna optimism och investerar 50 miljoner euro (62 miljoner dollar) i ett samarbetsprojekt med MIT:s Plasma Fusion and Science Center (PSFC) och det privata företaget Commonwealth Fusion Systems (CFS), som syftar till att snabba upp fusionskraft till nätet på så lite som 15 år.
Att kontrollera fusion, processen som driver solen och stjärnorna, stoppas av det urgamla problemet: medan övningen frigör enorma mängder energi, kan den endast utföras vid extrema temperaturer på miljoner grader Celsius, varmare än mitten av sol och för varmt för att något fast material ska tåla.
Som ett resultat av utmaningen med att innesluta fusionsbränslen under dessa extrema förhållanden, har fusionskraftsexperiment hittills gått med underskott, genererat mindre energi än vad som krävs för att upprätthålla fusionsreaktionerna, och de kan därför inte producera el för rutnätet.
"Fusionsforskning har studerats omfattande under de senaste decennierna, vilket resulterat i framsteg inom vetenskaplig förståelse och teknologier för fusionskraft", säger CFS vd Robert Mumgaard.
"CFS kommersialiserar fusion med högfältsmetoden, där vi utvecklar nya högfältsmagneter för att göra mindre fusionsenheter med samma fysikmetoder som de större statliga programmen. För att göra detta arbetar CFS nära MIT i ett samarbetsprojekt som börjar med att utveckla de nya magneterna.”
SPARC-enheten använder kraftfulla magnetfält för att hålla på plats den heta plasman – en gasformig soppa av subatomära partiklar – för att förhindra att den kommer i kontakt med någon del av den munkformade vakuumkammaren.
"Den främsta utmaningen är att skapa ett plasma under förutsättningar för fusion att inträffa så att det producerar mer ström än det förbrukar", förklarar Mumgaard. "Detta är starkt beroende av ett delområde av fysiken som kallas plasmafysik."
Det här kompakta experimentet är designat för att producera cirka 100 MW värme i tio sekunders pulser, lika mycket kraft som används av en liten stad. Men eftersom SPARC är ett experiment kommer det inte att inkludera systemen för att omvandla fusionskraften till elektricitet.
Forskare vid MIT förväntar sig att produktionen är mer än dubbelt så stor som den effekt som används för att värma plasman, och äntligen uppnår den ultimata tekniska milstolpen: positiv nettoenergi från fusion.
"Fusion sker inuti en plasma som hålls på plats och isoleras med magnetfält", säger Mumgaard. "Det här är konceptuellt som en magnetisk flaska. Magnetfältets styrka är mycket starkt relaterad till magnetflaskans förmåga att isolera plasman så att den kan nå fusionsförhållanden.
"Därför, om vi kan göra starka magneter kan vi göra plasma som kan bli varmare och tätare med mindre kraft för att upprätthålla det. Och med bättre plasma kan vi göra enheterna mindre och mer lätthanterliga att konstruera och utveckla.
”Med högtemperatursupraledare har vi ett nytt verktyg för att göra mycket höghållfasta magnetfält, och därmed bättre och mindre magnetflaskor. Vi tror att detta kommer att få oss till fusion snabbare."
Mumgaard syftar på en ny generation av supraledande elektromagneter med stor borrning som har potentialen att producera ett magnetfält som är dubbelt så starkt som det som används i något existerande fusionsexperiment, vilket möjliggör en mer än tiofaldig ökning av effekten per storlek.
Tillverkade av ståltejp belagd med en förening som kallas yttrium-barium-kopparoxid (YBCO), kommer de nya supraledande magneterna att göra det möjligt för SPARC att producera en fusionseffekt som är ungefär en femtedel av ITER, men i en enhet som bara är cirka 1/65 av volym.
Genom att minska storleken, kostnaden, tidslinjen och den organisatoriska komplexiteten som krävs för att bygga enheter för nettofusionsenergi, kommer YBCO-magneter också att möjliggöra nya akademiska och kommersiella tillvägagångssätt för fusionsenergi.
"SPARC och ITER är båda tokamaks, en specifik typ av magnetisk flaska baserad på den omfattande grundläggande vetenskapen om plasmafysikutveckling under decennierna", förtydligar Mumgaard.
"SPARC kommer att använda nästa generation av högtemperatursupraledare (HTS) magneter som tillåter ett mycket högre magnetfält, vilket ger den målinriktade fusionsprestanda i mycket mindre storlek.
"Vi tror att detta kommer att vara en nyckelkomponent för att uppnå fusion på en klimatrelevant tidsskala och en ekonomiskt attraktiv produkt."
När det gäller tidsskalor och kommersiell lönsamhet är SPARC en utveckling av en tokamak-design som har studerats och förfinats i decennier, inklusive arbete vid MIT som började på 1970-talet.
SPARC-experimentet syftar till att bana väg för världens första riktiga fusionskraftanläggning med en kapacitet på cirka 200 MW el, jämförbar med den för de flesta kommersiella elkraftverk.
Trots utbredd skepsis kring fusionskraft – Eni har den framåtblickande visionen att vara det första globala oljebolaget som investerar tungt i det – tror förespråkarna att tekniken potentiellt kan möta en betydande del av världens växande energibehov, samtidigt som den minskar utsläpp av växthusgaser.
Den mindre skalan som möjliggörs av de nya supraledande magneterna möjliggör potentiellt en snabbare, billigare väg till elektricitet från fusionsenergi på nätet.
Eni uppskattar att det kommer att kosta 3 miljarder USD att utveckla en fusionsreaktor på 200 MW till 2033. ITER-projektet, ett samarbete mellan Europa, USA, Kina, Indien, Japan, Ryssland och Sydkorea, är mer än halvvägs mot målet om en första super -uppvärmt plasmatest till 2025 och första fusion med full effekt till 2035, och har en budget på cirka 20 miljarder euro. Precis som med SPARC är ITER designad för att inte producera elektricitet.
Så när det amerikanska elnätet går bort från monolitiska 2GW-3GW kol- eller fissionskraftverk mot de i 100MW-500MW-intervallet, kan fusionskraft konkurrera på en tuff marknad – och i så fall när?
"Det finns fortfarande forskning att göra, men utmaningarna är kända, ny innovation pekar på vägen för att påskynda saker, nya aktörer som CFS sätter ett kommersiellt fokus på problemen och den grundläggande vetenskapen är mogen", säger Mumgaard.
"Vi tror att fusion är närmare än vad många tror. Håll utkik." jQuery( document ).ready(function() { /* Företag carousel */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true });
DAMM Cellular Systems A/S är en av världsledande inom tillförlitliga, robusta och lättskalbara terrestrial trunked radio (TETRA) och digital mobilradio (DMR) kommunikationssystem för industriella, kommersiella och offentliga säkerhetskunder.
DAMM TetraFlex Dispatcher erbjuder ökad effektivitet i organisationer och driver en flotta av abonnenter som kräver radiokommunikationskommando, kontroll och övervakning.
DAMM TetraFlex röst- och dataloggsystem erbjuder omfattande och exakta röst- och datainspelningsfunktioner, såväl som ett brett utbud av CDR-loggningsfaciliteter.
Green Tape Solutions är ett australiensiskt konsultföretag, specialiserat på miljöbedömningar, godkännanden och revision, samt ekologiska undersökningar.
När du vill förbättra ditt kraftverks prestanda och tillförlitlighet, vill du ha rätt simuleringsupplevelse för att ta dig dit. Ett företag har dedikationen att producera verklighetstrogna kraftverkssimulatorer som säkerställer att din personal har den kunskap som krävs för att driva ditt kraftverk på ett säkert och effektivt sätt.
Posttid: 2019-12-18