Net Zero Fusion қажет. Инвесторлар алдыңғы қатарлылардан не сұрауы керек?

Термоядролық синтез энергиясының өзектілігін асыра бағалау мүмкін емес. 27 қазанда БҰҰ ескертті «1.5 ° C-қа дейін сенімді жол жоқ» және қазіргі саясат 2.8 жылға қарай апатты 2100 ° C жылынуды көрсетеді. Fusion шектеусіз негізгі жүктеме қуатын және жеткілікті шикізатты қамтамасыз ете алатын жалғыз нөлдік көміртекті энергия көзі болуы мүмкін. Қиын өндірістерді декарбонизациялау үшін қажетті барлық таза сутегі. Бұл 2050 жылға қарай таза нөлдік шығарындыларға апаратын жалғыз өміршең жол.

Дегенмен, біріктіруге қатысты бір мәселе бар. Бірде-бір зертхана немесе компания коммерциялық жағдайда жұмыс істей алатын жүйені ойлап таппағанын былай қойғанда, термоядролық реакцияға бергеннен артық энергия өндірген жоқ. Түсінікті, инвесторлар синтездің қай жерде тұрғанын және қандай жобалар Күннің Жердегі қуатын қайталау үшін осы көп триллион долларлық мүмкіндікті қамтамасыз ете алатынын қызықтырады.

Ұзақ уақыт бойы фьюжн инвесторы ретінде мен синтездің неліктен маңызды екенін, бұл саланың жетістіктерін және білімді инвесторлар фьюжн компанияларына қоятын сұрақтарды талқылағым келеді.

Неліктен Fusion маңызды

Қазіргі уақытта синтезден басқа ешбір энергетикалық технология қазбалы отынды алмастыратын әлеуетті көрсетпейді. Бізге энергияның ауысуы мен ыстық әрі құрғақ планетада өмір сүру үшін қажетті ауқымда энергияға және ауаны кондиционерлеуге, тұзсыздандыру қондырғыларына, электр көліктеріне, жасыл сутегі өндірісіне және т.б. қуатқа деген әлемдегі өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыра алатын ештеңе жоқ.

Біз, әрине, жел мен күнді масштабтауымыз керек, бірақ олардың жер, ауа-райы және энергияны сақтау талаптары энергияның толық ауысуын қамтамасыз ете алмайтынын білдіреді. Net Zero үшін ядролық ыдырау қондырғылары да маңызды, бірақ ядролық қалдықтар, апаттар және қарулану қаупі оларды пайдалануды шектейді.

Сутегіге келетін болсақ, Bloomberg NEF негізін қалаушы Майкл Либрейх жақында суреттелген Тыңайтқыштарды, химиялық заттарды өндіруде және мұнай өңдеуде қолданатын лас сутекті жасыл сутегімен алмастыру қазіргі уақытта әлемдегі орнатылған күн және жел қуаттарының 143%-ын қажет етеді. Қорқынышты мәлімдеме. Ол жасыл сутегін басқа ештеңеге қалдырмайды: болат пен алюминий өндірісі үшін емес, электр желілерін теңгерімдеу немесе COXNUMX үшін емес.₂ теңіз және теміржол көлігі үшін емес, түсіру және сақтау. Балқытусыз жасыл сутегі шикізаты жеткіліксіз болады.

Сала мамандары 2050 жылға қарай термоядролық қондырғылар дүние жүзіндегі энергияның 18%-дан 44%-ға дейін кез келген жерде қамтамасыз ете алады деп есептейді. Сондықтан Fusion біздің заманымыздың ең үлкен инвестициялық мүмкіндіктерінің бірі болып табылады. Коммерциялық түрде іске қосылғаннан кейін синтез қазбалы отын өнеркәсібінің көп бөлігін алмастырады.

Fusion Frontrunners

Fusion индустрия қауымдастығы есептер жеке фьюжн компаниялары бүгінгі күнге дейін 4.8 миллиард доллардан астам қаржы жинады және өткен жылы саланы қаржыландырудың жалпы көлемін екі еседен астам ұлғайтты. Бірнеше жетекшілер техникалық прогреске қол жеткізгені сонша, олар 2030-шы жылдары нарыққа коммерциялық бірігуді әкеледі деп болжауға болады. Тізімге General Fusion (мен инвестормын), Commonwealth Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Energy, General Atomics және First Light кіреді.

Бұл термоядролық компаниялардың әрқайсысы осы онжылдықтың екінші жартысына дейін демонстрациялық зауыт ашуды көздеп отыр. Бұл олардың технологиясы ауқымды жұмыс істей алатынын және таза электр энергиясын өндіре алатынын дәлелдейді.

Қойылмалы таңба - өзінің синтез технологиясымен жұмыс істейтін Қытай. Белгілі себептерге байланысты Батыс үкіметтері бұл маңызды технология бойынша Қытайға тәуелді болғысы келмейді. Сондай-ақ Францияның оңтүстігінде ITER, халықаралық, мемлекет қаржыландыратын біріктіру жобасы бар үміттенеді 2045 жылға қарай синтез қуатын жеткізу.

Инвесторларға Fusion компанияларына қойылатын сұрақтар

Мәселе тек таза электр энергиясын өндіріп қана қоймай, оны коммерциялық тұрғыдан тиімді етіп жасау болып табылады. Ауыр ядроны құру үшін сутегі атомдарын біріктіріп, энергияны шығару үшін үлкен қысым мен жылу қажет. Күнде гравитация реакцияны қамтамасыз ету үшін жеткілікті күш береді. Жерде термоядролық аппараттар бұл жағдайларды қайталау үшін 100 ° миллион С жоғары температураға жетуі керек. Оны ұстау қиын және жабдыққа қиын.

Алдыңғы қатардағылар жердегі синтездің қалған кедергілерін шешті немесе олар арқылы жұмыс істеуде. Қай фьюжн жобасына қолдау көрсететінін сұрайтын мүдделі инвесторлар келесі сұрақтарды қоюы керек:

1. Машина қаншалықты төзімді? Термоядролық реакция нәтижесінде пайда болған нейтрондар реактордың металл қабырғасына соқты. себебі көпіршіктердің пайда болуы, химиялық эрозия және қоспалар, сайып келгенде, машинаны жұмыс істемейтін етеді. Бұл «бірінші қабырға мәселесі» деп аталады. Шешімдердің бірі - термоядролық реакцияны қоршап тұрған және машинаны қорғайтын сұйық металл қабырғаны пайдалану. Тағы бір әдіс - нейтрондарды аз шығаратын отынды енгізу. Оларға синтез алу үшін одан да жоғары температураны қажет ететін протон-бор отыны және Жерде табиғи түрде кездеспейтін дейтерий-гелий-3 жатады.

2. Жанармай қаншалықты көп? Екі сутегі изотоптарының қоспасы, дейтерий мен тритий, синтез реакцияларының көпшілігін қоздырады. Дейтерий теңіз суынан оңай алынады. Тритий, керісінше, өндірілуі керек. Кейбір қарсылық білдірушілер бар ескертті «Ядролық синтез қазірдің өзінде жанармай дағдарысымен бетпе-бет келді». Ол емес. Фронтраннерлер бұл мәселені тритий өндірісін синтез реакциясына біріктіру арқылы шешті. Мұның бір жолы - термоядролық плазмамен тікелей байланысатын және термоядролық аппарат үшін тритий отынын өндіретін сұйық металды (қорғасын-литий) қабырғаны пайдалану. Литий негізіндегі тритийді реактордан тыс өсіру әдістері де әзірленуде.

3. Энергияны түрлендіру қаншалықты тиімді? Кейбір машиналарда сұйық металдың қабырғасы балқу реакциясымен тікелей жанасу арқылы жылуды сіңіреді. Сұйық металл жылу алмастырғыш арқылы өтіп, турбинаны басқаратын және электр энергиясын өндіретін бу шығарады - дәстүрлі электр станцияларының көпшілігі сияқты. Тағы бір перспективті тәсіл - термоядролық реакцияда пайда болатын электромагниттік өрістерден тікелей электр энергиясын алу.

4. Қандай қосымша жүйелердің күрделілігі уақтылы шығуға кедергі келтіруі мүмкін? Кейбір термоядролық компаниялар өз жүйелерінің перифериясы үшін дәлелденген технологияларды пайдалануды мақсат етеді, ал басқалары озық лазерлермен, материалдармен және асқын өткізгіштермен жетістіктерге сенеді. Олар рецензияланған журналдардағы кейбір қызықты мақалаларда талқыланады және бұл алаңдаушылық. Олар перспективалы, бірақ дәлелденбеген. Еске салайық, Tesla өзінің алғашқы көліктерін шығарған кезде іс жүзінде барлық технология дәлелденді. Fusion инвесторлары теориялық жүйелер мен нақты әлем жағдайында сыналған сыни бөліктерді пайдаланатын жүйелерді ажыратуы керек.

5. Демонстрация және коммерцияландыру стратегиясы қай жерде? Үздік үміткерлер зертханада синтезге қол жеткізіп, өздерінің негізгі технологиялары мен жеке компоненттерін сынақ алаңдарында дәлелдеді. Енді олар толық жүйенің демонстрациялық зауытта масштабта жұмыс істей алатындығын дәлелдеу керек, демек, капитал сыйымдылығы. Жетекші фьюжн кәсіпорындары фьюжн зертханасының мамандары мен PhD докторларынан тұратын негізгі тобын электр станциясын қалай салу керектігін білетін инженерлік топпен толықтыра бастады. Бұл зертханалық қолданбадан нақты әлемге көшу аз ерлік емес. Біз тіпті фьюжн компанияларының бизнесті дамыту қызметкерлерін жалдап, бірінші коммерциялық зауыттың құқықтарын нарыққа шығаратынын көре бастадық.

6. Көлемі қандай болады? Жетекші термоядролық компаниялар көлемі 50 мегаватттан (МВт) 500 МВт-қа дейінгі стансаларда жұмыс істеуде. Машинаның өлшемі өте маңызды, өйткені ол бастапқы инвестиция құнына әсер етеді. Кішірек, модульдік машиналар жеке коммуналдық қызметтерге коммерциялық зауыт үшін инвестициялық шешім қабылдауды жеңілдетеді. Өлшем, сондай-ақ термоядролық қондырғыларды мұхитпен тасымалдау және басқа да төмен энергияны қажет ететін қолданбалар үшін пайдалану мүмкіндігіне әсер етеді.

7. Соңғы, бірақ кем дегенде, бір МВт/сағ (мегаватт) болжамды құны қандай? Фьюжн компаниялары бүкіл әлем бойынша негізгі жүктеме энергиясын қамтамасыз ететін көмір және газбен жұмыс істейтін зауыттармен тікелей бәсекелеседі. Осылайша, энергияның теңестірілген құны (LCOE) көмірмен бәсекеге қабілетті болуы керек, ол Lazard кеңес беру фирмасының пікірінше, ауқымдары $65/МВтсағ ең лас кезінде $152/МВтсағ дейін 90% көміртекті ұстау біріктірілген. Қымбат, қуатты лазерлерді немесе сирек материалдардан жасалған асқын өткізгіш магниттерді пайдаланатын термоядролық машиналар бұл LCOE-мен күресуі мүмкін. Рас, бұл компоненттердің құны уақыт өте келе төмендейді. Механикалық сығымдауды (дизельдік қозғалтқыштағы поршеньдерге ұқсас) немесе кинетикалық үдеткіштерді (негізінен, газбен жұмыс істейтін зеңбірек) пайдаланатын термоядролық машиналар алдағы бірнеше онжылдықта шығындар бойынша артықшылыққа ие болуы мүмкін.

Музыкамен бетпе-бет келетін уақыт

Осы қалған қиындықтарды жеңуге болатындай болып көрінгенімен сұрақ Мен бірнеше жыл бұрын қалдықтарды сұрадым: демонстрациялық зауыттарды қаржыландыруға және синтезді нарыққа шығаруға кім батылы бар?

Көшіп бара жатқан инвесторлардың енді үлкен табыс алуға мүмкіндігі бар. Жоғарыда аталған фьюжн компанияларының кейбірі әлі де қарапайым бағада. Әрине, кейбір инвесторлар синтездің өздерінің қолданыстағы энергетикалық портфолиоларына әлеуетті әсерімен күресуі мүмкін, әсіресе олар қазба отын, жел және күнді қамтитын болса.

Мен музыкамен бетпе-бет келудің уақыты келді деп айтамын. Климаттың өзгеру қаупін және энергияға сұраныстың өсуін ескере отырып, синтез 2050 жылға қарай таза нөлге жету үшін өте маңызды. Басқа ешбір технология қазбалы отынмен бәсекеге түсе алмайды, көмірсутектегі көмірқышқыл газын одан да көп түсіре алмайды.₂ шығарындылар немесе одан да көп дұшпандық режимдерге энергетикалық тәуелділікті жою, Путиннің Ресейі сияқты. Fusion - бұл энергияны шынымен жергілікті, қауіпсіз және мол ете алатын ойын өзгерткіш. Ол орталықтандырылған, автократиялық энергетикалық индустриядан жергілікті, демократиялық энергиямен қамтамасыз етуге ауысуды білдіреді.

Ал синтез бұдан былай 20 жыл емес. Бірінші термоядролық қондырғы коммерциялық тұрғыдан қолайлы бағамен іске қосылғаннан кейін ауысу жылдам болуы мүмкін. Есіңізде болсын, автомобильдің артындағы технологияларды әзірлеуге ғасырлар қажет болды, бірақ Лондон мен Нью-Йорктегі жылқыларды ауыстыру үшін он жылдай ғана көлік қажет болды. Жақсырақ және арзан жаңалық болған кезде, ол сөзсіз жеңеді.

Ащы шындық мынада, энергетикадағы инновацияларды қадамсыз өзгертпесе, біз осы ғасырда 1.5 ° C-тан асып кетеміз. Термоядролық коммерцияландыру температурадан тезірек жүреді деп үміттенейік.