I ushqyer nga miliarderë dollarë, shkrirja bërthamore hyn në një epokë të re

Pasi kanë mbledhur më shumë se 3 miliardë dollarë në vitin 2021 nga njerëz si Bill Gates dhe Jeff Bezos, zhvilluesit e fuzionit këmbëngulin se ky burim energjie me zero karbon mund të bëhet realitet brenda një dekade.

Është e qartë se shkrirja bërthamore mund të funksionojë në shkallë - thjesht shikoni yjet. Për 70 vjet, fizikanët kanë ëndërruar të mbushin atë energji ylli në shishe në formën e reaktorëve të shkrirjes që do të fuqizonin rrjetin elektrik me të njëjtat reaksione të pakufishme, zero karbon që e bëjnë diellin të shkëlqejë. Ky Graal i Shenjtë është reklamuar prej kohësh si vetëm 20 ose 30 vjet larg, por fansat e fusion kanë refuzuar të heqin dorë nga besimi. Dhe për arsye të mirë. Fusioni (përbërja e atomeve të hidrogjenit në helium) premton energji elektrike të pakufishme me zero karbon me rrezik zero shkrirjeje dhe praktikisht asnjë nga mbetjet radioaktive të lidhura me termocentralet ekzistuese bërthamore që funksionojnë në ndarje (ndarja e atomeve të uraniumit në elementë më të vegjël). 

Ëndrra frymëzoi Ajay Royan, bashkëthemeluesin e Mithril Capital (me miliarderin Peter Thiel), i cili në vitin 2013 investoi fillimisht 2 milionë dollarë në Helion Energy me bazë në Redmond të Uashingtonit, në mënyrë që të mund të ndërtonte një makinë prototip të "fuqisë së pulsit të përsëritur". Mithril ka investuar në Helion që atëherë, duke përfshirë raundin e fundit prej 500 milionë dollarësh (duke vlerësuar kompaninë në 3 miliardë dollarë) – me premtimin për 1.7 miliardë dollarë më shumë nëse prototipi i shtatë i kompanisë funksionon siç shpresohet. Raundi i Helion u drejtua nga Sam Altman i Y Combinator. 

Viti 2021 ishte një vit i madh si për financimet e fuzionit ashtu edhe për parashikimet, pasi zhvilluesit mblodhën më shumë se 3 miliardë dollarë për të financuar raundin e tyre të ardhshëm të makinerive – me disa që tani premtojnë shkrirje komercialisht të qëndrueshme në vetëm pesë vjet. Royan është i lumtur të shohë që fusion po merr më shumë vëmendje; "Sigurisht që viti 2021 mund të jetë një pikë kthese për shkrirjen sipas Google analytics, por pika e vërtetë e kthesës ndodhi një dekadë më parë kur elektronika e energjisë kaloi një prag." 

CEO David Kirtley shpjegon se puna fillestare e kërkimit dhe zhvillimit pas Helion u krye në laboratorë federalë, nga të cilët Helion u ndërtua në 2013. I çliruar nga burokracia federale e R&D, Helion ka ndërtuar prototipe të reja njëri pas tjetrit që atëherë. “Mentaliteti i startup-it nuk është i këndshëm të kesh, është një kërkesë. dhe në çfarë jemi fokusuar që në fillim”, thotë Kirtley.

Në vitin 2020 Helion përfundoi reaktorin e tij të gjashtë prototip, të quajtur Trenta. Tani po ndërton një të shtatë, Polaris, ndërsa tashmë po projekton të tetin, Antares, të cilin Kirtley synon të jetë makina e parë e shkrirjes që nxjerr më shumë energji se sa merr. Krahas përsëritjes së shpejtë, Helion përfiton nga ekspertiza lokale. Ai po ndërton makinën Polaris në Everett, Wash., pranë fabrikave më të mëdha të Boeing, ku ata mund të përdorin një ekosistem mikpritës të inxhinierëve me kontratë dhe prodhuesve të saktësisë. Kirtley thotë se ata i kalojnë mëngjeset duke ndërruar, përditësuar sistemet dhe fuqizuar kondensatorët. "Çdo pasdite në orën 3:XNUMX ne fillojmë të bëjmë fusion."

Për të kuptuar qasjen e Helionit, së pari merrni parasysh zmbrapsjen magnetike që ndodh kur përpiqeni të detyroni polet pozitive të dy magneteve me shirita së bashku. Është parimi që mundëson teknologjinë "mag-lev" si trenat e famshëm japonezë me plumba, të cilët përdorin zmbrapsjen magnetike për të notuar në një jastëk ajri. 

Studiuesit e shkrirjes për dekada kanë kërkuar të krijojnë elektromagnetët më të fortë në botë, me të cilët ata projektojnë dhomat e reagimit me fusha magnetike aq të forta sa të mund të përmbajnë dhe të ngjeshin, një rrymë të injektuar të protoneve të ngarkuar pozitivisht në një top plazme aq të nxehtë sa që shkrihen në helium. 

Në sistemin e ri të Helionit, energjia e çliruar në reaksionet e shkrirjes shtyhet vazhdimisht kundër fushës së saj të mbajtjes magnetike, e cila shtyn prapa - duke shkaktuar lëkundje ("si një piston", thotë Kirtley) që gjenerojnë një rrymë elektrike, të cilën Helion e kap direkt nga reaktori . (Për më shumë, lexoni ligjin e induksionit të Faradeit.) 

Royan nga Mithril thotë se ndoshta tërheqja më e madhe e metodës së prodhimit të drejtpërdrejtë të energjisë elektrike të Helion është thjeshtësia e saj. Qasje të tjera të shkrirjes synojnë të gjenerojnë nxehtësi, në mënyrë që të ziejnë ujin dhe turbinat me avull, të cilat prodhojnë energji elektrike - si në termocentralet tradicionale bërthamore. “Ne mund ta bëjmë këtë pa turbina me avull apo kulla ftohëse. Ne heqim qafe termocentralin.” 

Për të qenë të sigurt, Kirtley e kupton skepticizmin e shkrirjes, veçanërisht rreth orarit të tij agresiv. Ai e filloi karrierën e tij në fushën e shkrirjes, i frymëzuar nga shkencëtarët në laboratorët kombëtarë në vitet 1960, të cilët bënë përparime të mëdha në kontrollin magnetik (duke konkurruar me shkencëtarët rusë për të krijuar reaktorë në formë donuti të quajtur tokamaks) edhe para shpikjes së transistorëve. Por Kirtley humbi besimin pasi përcaktoi qasjet e hershme thjesht nuk mund të evoluonte aq shpejt sa të jepte një zgjidhje komerciale - kështu që ai shkoi të punonte në shtytje të avancuar të anijes kozmike duke përdorur avionë plazma të kontrolluara nga elektromagnetët. Ai u kthye në fushë në 2008 për të ndihmuar në komercializimin e teknologjisë së Helion. 

Me kalimin e kohës ai parashikon prodhimin e gjeneratorëve të shkrirjes në një fabrikë. Një sistem në shkallë 50 mw, i paketuar në tre njësi transporti me madhësi kontejneri do të furnizonte 40,000 shtëpi. “Për 10 vjet do të kemi energji elektrike komerciale për shitje, sigurisht.” 

Kjo e vendos Helion në një garë me Commonwealth Fusion Systems me bazë në Boston, një spinoff i MIT, i cili mblodhi 1.8 miliardë dollarë nga investitorët, përfshirë Bill Gates dhe George Soros. CEO Bob Mumgaard thotë se ata do të kenë një reaktor funksional në 6 vjet. Optimizmi i tij nxitet nga testi i suksesshëm veror i Commonwealth i elektromagnetëve të rinj të krijuar me superpërçues të bërë nga oksidi i bakrit të bariumit të tokës së rrallë. 

Mumgaard thotë se këta magnetë me super fuqi do t'i mundësojnë Commonwealth-it të përsosin qasjen e tyre disi më tradicionale të shkrirjes për ndërtimin e një reaktori "tokamak" në formë donut, të cilin Mumgaard e quan një "shishe e madhe magnetike" ku fusha të fuqishme magnetike kontrollojnë topa të plazmës 100 milion gradë - " gjëra me yje.” 

Ka rreth 150 tokamakë në mbarë botën; më i madhi është në ndërtim e sipër në Francë për 30 miliardë dollarë nga një konsorcium ndërkombëtar i quajtur ITER. Makina prej 20,000 tonësh, sa një arenë basketbolli, është planifikuar të përfundojë deri në vitin 2035. 

Por Mumgaard synon që Commonwealth Fusion ta bëjë ITER të vjetëruar para se të përfundojë. Përparësia e tij është aplikimi i superpërçuesve "temperaturë të lartë" të bërë me oksid bakri të bariumit të tokës së rrallë (aka ReBCO). 

Superpërçuesit lëvizin rrymën elektrike me humbje praktikisht zero (shumë më efikas se bakri, për shembull). Dhe ata janë çelësi për të bërë elektromagnet të fuqishëm. Commonwealth ka zbuluar se duke i bërë magnetët e tij duke përdorur një shirit të veçantë oksid bakri të bariumit (si shiriti i gjetur në një kasetë VHS) ai mund të arrijë fusha magnetike më të fuqishme se ato të parashikuara në ITER, por në 1/20 e shkallës. 

Ndërsa magnetët kryesorë të ITER (të quajtura solenoidë) do të peshojnë rreth 400 ton dhe do të arrijnë fusha më të forta se 12 tesla, Commonwealth po shikon magnet 15 tonësh, secili duke përdorur 300 km shirit ReBCO me film të hollë, që do të gjenerojë 20 tesla (për krahasim, një Makina e rezonancës magnetike bën 1.5 tesla). 

"Kjo zhbllokon makinën e shkrirjes," thotë Mumgaard. CES testoi magnetët verën e kaluar dhe e shpalli atë "provë" se shkenca e shkrirjes tani ishte pothuajse e plotë dhe gjithçka që mbetet është ndërtimi i reaktorit. “Ne e kuptojmë mirë materialin dhe mendojmë se mund ta bëjmë këtë për tre vjet”, thotë Mumgaard. "Deri në vitin 2030 ne do të shohim shkrirje në rrjet." 

CES është vendosur të ndërtojë makinën e saj të shkrirjes në një zonë prej 47 hektarësh në Massachusetts, dhe tashmë po punon për të marrë mijëra kilometra kasetë ReBCO. A mund të bëhet disponueshmëria e tokës së rrallë një faktor kufizues në përhapjen e shkrirjes? Jo thotë Mumgaard. “Një impiant i shkrirjes do të ketë më pak tokë të rralla se një turbinë me erë. Fusion nuk ka të bëjë me një burim që ju duhet për të minuar ose pompuar. Bëhet fjalë për një teknologji.” 

Duhet të ketë vend për më shumë se një fitues të fusionit. Udhëheqës të tjerë përfshijnë General Fusion, me qendër në Kanada dhe të mbështetur nga Jeff Bezos, i cili mblodhi 130 milionë dollarë këtë vit. Miliarderë të tjerë të shquar në lojën e fusionit janë Neal dhe Linden Blue, të cilët zotërojnë General Atomics me bazë në San Diego, e cila për dekada ka operuar një tokamak kërkimi në emër të DOE, dhe që këtë vit i dorëzoi ITER-it zorrët e elektromagnetëve të tij tokamak - një solenoid qendror 1,000 ton. Dhe është TAE Energy e Kalifornisë, e cila ka eksperimentuar me 1 miliard dollarë për dekadën e fundit dhe ka mbledhur 130 milionë dollarë gjatë pandemisë.

Teknologjia e shkrirjes mund të ketë filluar në laboratorët e financuar nga qeveria, por realizimi i saj do të duhet të mbështetet në financimin privat. Amy Roma, partnere në Hogan Lovells në Uashington, DC, thotë se fatura tani në harresë Build Back Better do të kishte përfshirë 875 milionë dollarë për bërthamën e avancuar, por tani për tani, industria do të duhet të kënaqet me një zyrë të re të demonstrimit të reaktorëve të avancuar nën Departamenti i Energjisë, i financuar nga Ligji i fundit i Infrastrukturës. Bërthamore me zero karbon do të përfitonte gjithashtu nga urdhri ekzekutiv i fundit i Presidentit Biden që kërkon që blerjet e energjisë nga qeveria federale të jenë "neto-zero" deri në vitin 2030. 

Investitori legjendar i teknologjisë Steve Jurvetson, një mbështetës i Commonwealth Fusion, i cili shkroi kontrollin e tij të parë drejt kërkimit të shkrirjes 25 vjet më parë, është pothuajse i mërzitur që kjo ëndërr e shtyrë prej kohësh mund të bëhet së shpejti realitet. “Ka shumë kundërshtues derisa të përfundojë. Pastaj ata thonë se është e qartë.” 

Royan i Mithril thotë se ai tashmë po punon për të rregulluar kornizën e tij për të marrë në konsideratë se sa ndryshe do të duket bota kur shkrirja të jetë reale - “Mendoni mundësitë për shkripëzimin e ujit dhe prodhimin e plehrave. Kjo ndryshon rrënjësisht ekonominë e ujit brenda natës, dhe rrjedhimisht ekonominë e bujqësisë.” Është e gjitha pjesë e rrugës së njerëzimit, thotë ai, "të vazhdosh të provosh që Malthus ishte një idiot". 

MORE SHUM NGA FORBESBërthamore e re: Si njëbrirësh me energji të shkrirë prej 600 milionë dollarësh planifikon të mposht diellinBy Christopher Helman
MORE SHUM NGA FORBESMiliarderët e qetë pas dronit grabitqar të Amerikës që vrau Soleimanin e IranitBy Deniz Çam