Net Zero Needs Fusion-ը: Ի՞նչ պետք է խնդրեն ներդրողները առաջատարներից:

Միաձուլման էներգիայի հրատապությունը չի կարելի գերագնահատել: Հոկտեմբերի 27-ին ՄԱԿ զգուշացրել որ «1.5 ° C-ի համար վստահելի ուղի չկա», և ներկայիս քաղաքականությունը մատնանշում է աղետալի 2.8 ° C տաքացման մինչև 2100 թվականը: Ֆյուժնը կարող է լինել զրոյական ածխածնի էներգիայի միակ աղբյուրը, որը կարող է ապահովել անսահմանափակ բազային հզորություն և բավարար հումք: ամբողջ մաքուր ջրածինը, որն անհրաժեշտ է ածխաթթվային արդյունաբերությունները ածխաթթուացնելու համար: Սա, թերևս, մինչև 2050 թվականը զուտ-զրոյական արտանետումների միակ կենսունակ ճանապարհն է:

Այնուամենայնիվ, միաձուլման հետ կապված մեկ խնդիր կա. Ոչ մի լաբորատորիա կամ ընկերություն չի գեներացրել ավելի շատ էներգիա, քան նրանք ներդրել են միաձուլման ռեակցիայի մեջ, էլ չենք խոսում այն ​​մասին, որ մշակել է համակարգ, որը կարող է աշխատել կոմերցիոն միջավայրում: Հասկանալի է, որ ներդրողները զարմանում են, թե իրականում որտեղ է գտնվում միաձուլումը և որ նախագծերը կարող են տրամադրել այս բազմտրիլիոն դոլար արժողությամբ հնարավորությունը՝ կրկնելու Արեգակի ուժը Երկրի վրա:

Որպես fusion-ի երկարամյա ներդրող՝ ես ցանկանում եմ քննարկել, թե ինչու է միաձուլումը կարևոր, այս արդյունաբերության առաջընթացը և այն հարցերը, որոնք խելամիտ ներդրողները պետք է ուղղեն միաձուլման ընկերություններին:

Ինչու է Fusion-ը կարևոր

Ներկայումս, բացի միաձուլումից, ոչ մի էներգետիկ տեխնոլոգիա ցույց չի տալիս հանածո վառելիքը փոխարինելու ներուժ: Թվում է, թե ուրիշ ոչինչ չի կարող բավարարել էներգիայի աշխարհի աճող պահանջարկը և սնուցել օդորակման, աղազրկման կայանների, էլեկտրական մեքենաների, կանաչ ջրածնի արտադրության և այլնի չափով, որը մեզ անհրաժեշտ է ավելի տաք և չորացող մոլորակում էներգիայի անցման և կյանքի համար:

Մենք, անշուշտ, պետք է մեծացնենք քամու և արևի արևը, սակայն նրանց հողի, եղանակի և էներգիայի պահպանման պահանջները նշանակում են, որ նրանք չեն կարող ապահովել էներգիայի ամբողջական անցում: Միջուկային տրոհման կայանները նույնպես կարևոր են Net Zero-ի համար, սակայն միջուկային թափոնների, վթարների և սպառազինության ռիսկերը սահմանափակում են դրանց օգտագործումը:

Ինչ վերաբերում է ջրածնին, Bloomberg NEF-ի հիմնադիր Մայքլ Լիբրեյխը վերջերս նկարազարդված որ պարզապես կեղտոտ ջրածինը, որը մենք օգտագործում ենք պարարտանյութերի, քիմիական նյութերի և նավթի վերամշակման մեջ կանաչ ջրածնով փոխարինելու համար, ներկայումս կպահանջվի աշխարհում տեղադրված արևային և քամու հզորության 143%-ը: Սահմռկեցուցիչ հայտարարություն. Այն չի թողնի կանաչ ջրածին այլ բանի համար՝ ոչ պողպատի և ալյումինի արտադրության, ոչ էլ էներգիայի հավասարակշռման ցանցերի կամ CO₂ գրավում և պահեստավորում, ոչ ծովային և երկաթուղային բեռնափոխադրումների համար: Պարզապես չի լինի բավարար կանաչ ջրածնի հումք առանց միաձուլման:

Ոլորտի ինսայդերները կարծում են, որ մինչև 2050 թվականը միաձուլման կայանները կարող են մատակարարել աշխարհի էներգիայի 18%-ից մինչև 44%-ը: Հետևաբար, Fusion-ը ներկայացնում է մեր ժամանակի ամենամեծ ներդրումային հնարավորություններից մեկը: Երբ այն առևտրային առումով գործարկվի, միաձուլումը կփոխարինի հանածո վառելիքի արդյունաբերության մեծ մասին:

The Fusion Frontrunners

Fusion Industry Association Ռեպորտաժ որ միաձուլման մասնավոր ընկերությունները մինչ օրս հավաքել են ավելի քան 4.8 միլիարդ ԱՄՆ դոլարի ֆինանսավորում և ավելի քան կրկնապատկել են ոլորտի ընդհանուր ֆինանսավորումը անցյալ տարի: Մի քանի առաջատարներ այնպիսի տեխնիկական առաջընթաց են գրանցել, որ վստահելի է ենթադրել, որ նրանք 2030-ականներին շուկա կբերեն առևտրային միաձուլումը: Ցանկում ներառված են General Fusion-ը (որում ես ներդրող եմ), Commonwealth Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Energy, General Atomics և First Light:

Այս միաձուլման ընկերություններից յուրաքանչյուրը մտադիր է մինչև այս տասնամյակի երկրորդ կեսը ցուցադրական գործարան բացել։ Սրանք կապացուցեն, թե արդյոք նրանց տեխնոլոգիան կարող է աշխատել մասշտաբով և արտադրել զուտ էլեկտրաէներգիա:

Խառնաշփոթը Չինաստանն է, որն աշխատում է սեփական միաձուլման տեխնոլոգիայի վրա: Հասկանալի պատճառներով, արևմտյան կառավարությունները գերադասում են կախված չլինել Չինաստանից այս կարևոր տեխնոլոգիայի համար: Գոյություն ունի նաև ITER-ը, միջազգային, հանրային ֆինանսավորվող միաձուլման նախագիծը Ֆրանսիայի հարավում, որը հույս մինչև 2045 թվականը մատակարարել միաձուլման էներգիա։

Հարցեր ներդրողների համար, որոնք պետք է հարցնեն Fusion ընկերություններին

Խնդիրը ոչ միայն զուտ էլեկտրաէներգիա արտադրելն է, այլև դա անել կոմերցիոն առումով կենսունակ եղանակով: Ջրածնի ատոմները միաձուլելու համար պահանջվում է հսկայական ճնշում և ջերմություն՝ ավելի ծանր միջուկ ձևավորելու համար՝ ազատելով էներգիա: Արևի տակ գրավիտացիան բավականաչափ ուժ է տալիս ռեակցիան հնարավոր դարձնելու համար: Երկրի վրա միաձուլման մեքենաները պետք է բարձրացնեն 100 ° C-ից բարձր ջերմաստիճան՝ այդ պայմանները կրկնելու համար: Դա դժվար է պահպանել և դժվար է սարքավորման համար:

Առաջատարները կա՛մ լուծել են, կա՛մ աշխատում են Երկրի վրա հիմնված միաձուլման մնացած խոչընդոտների միջով: Հետաքրքրված ներդրողները, հետաքրքրվելով, թե որ fusion նախագծին աջակցելու համար, պետք է տան հետևյալ հարցերը.

1. Որքա՞ն դիմացկուն է մեքենան: Միաձուլման ռեակցիայի արդյունքում առաջացած նեյտրոնները հարվածում են ռեակտորի մետաղական պատին, պատճառելով բշտիկների առաջացում, քիմիական էրոզիա և կեղտեր, և, ի վերջո, մեքենան անգործունակ դարձնելով: Սա կոչվում է «առաջին պատի խնդիր»: Լուծումներից մեկը հեղուկ մետաղական պատի օգտագործումն է, որը շրջապատում է միաձուլման ռեակցիան և պաշտպանում մեքենան: Մեկ այլ մոտեցում է ներմուծել վառելիքներ, որոնք արտադրում են ավելի քիչ նեյտրոններ: Դրանք ներառում են պրոտոն-բորային վառելիք, որն ավելի բարձր ջերմաստիճան է պահանջում միաձուլման համար, և դեյտերիում-հելիում-3, որը բնականաբար Երկրի վրա չի լինում:

2. Որքա՞ն առատ է վառելիքը: Ջրածնի երկու իզոտոպների՝ դեյտերիումի և տրիտիումի խառնուրդը վառում է միաձուլման ռեակցիաների մեծ մասը: Դեյտերիումը հեշտությամբ ստացվում է ծովի ջրից: Տրիտիումը, մյուս կողմից, պետք է արտադրվի: Որոշ մերժողներ ունեն զգուշացրել որ «Միջուկային միաձուլումն արդեն կանգնած է վառելիքի ճգնաժամի առաջ»։ Դա այդպես չէ: Առաջատարները լուծել են այս խնդիրը՝ ինտեգրելով տրիտիումի արտադրությունը միաձուլման ռեակցիայի մեջ: Ճանապարհներից մեկը հեղուկ մետաղի (կապար-լիթիում) պատի օգտագործումն է, որն ուղղակիորեն շփվում է միաձուլման պլազմայի հետ և արտադրում է միաձուլման մեքենայի համար տրիտիումի վառելիք: Ռեակտորից դուրս տրիտիումի բուծման լիթիումի վրա հիմնված մեթոդները նույնպես մշակման փուլում են:

3. Որքանո՞վ է արդյունավետ էներգիայի փոխակերպումը: Որոշ մեքենաներում հեղուկ մետաղի պատը կլանում է ջերմությունը միաձուլման ռեակցիայի հետ անմիջական շփման միջոցով: Հեղուկ մետաղը անցնում է ջերմափոխանակիչով, առաջացնելով գոլորշի, որը կշարժի տուրբին և արտադրում էլեկտրաէներգիա, ինչպես դա անում են ավանդական էլեկտրակայանները: Մեկ այլ խոստումնալից մոտեցում է էլեկտրաէներգիայի ներգրավումն անմիջապես էլեկտրամագնիսական դաշտերից, որոնք առաջանում են միաձուլման ռեակցիայի ժամանակ:

4. Ի՞նչ լրացուցիչ համակարգերի բարդությունները կարող են կանխել ժամանակին թողարկումը: Միաձուլման որոշ ընկերություններ նպատակ ունեն օգտագործել ապացուցված տեխնոլոգիաներ իրենց համակարգերի ծայրամասի համար, իսկ մյուսները հույսը դնում են առաջադեմ լազերների, նյութերի և գերհաղորդիչների հետ առաջընթացի վրա: Սրանք քննարկվում են մի քանի հետաքրքրաշարժ հոդվածներում գրախոսվող ամսագրերում, և դա է մտահոգությունը: Դրանք խոստումնալից են, բայց չապացուցված: Հիշեցնենք, որ երբ Tesla-ն ներկայացրեց իր առաջին մեքենաները, գործնականում ողջ տեխնոլոգիան ապացուցված էր: Ֆյուժն ներդրողները պետք է տարբերակեն տեսական համակարգերը և դրանք օգտագործող կրիտիկական մասերը, որոնք փորձարկվել են իրական աշխարհի պայմաններում:

5. Որտե՞ղ են կանգնած դեմո կայանը և առևտրայնացման ռազմավարությունը: Լավագույն հավակնորդները հասել են միաձուլման լաբորատորիայում և ապացուցել իրենց հիմնական տեխնոլոգիաները և անհատական ​​բաղադրիչները փորձարկման մահճակալներում: Այժմ նրանք պետք է ապացուցեն, որ ամբողջական համակարգը կարող է աշխատել ցուցադրական կայանում մասշտաբով, հետևաբար, կապիտալի ինտենսիվությունը: Առաջատար fusion ձեռնարկությունները սկսում են համալրել իրենց հիմնական թիմը, որը բաղկացած է միաձուլման լաբորատորիայի մասնագետներից և PhD-ներից ինժեներական թիմով, որը գիտի, թե ինչպես կառուցել էլեկտրակայան: Այս անցումը լաբորատորիայից դեպի իրական կիրառություն փոքր սխրանք չէ: Մենք նույնիսկ սկսում ենք տեսնել, որ ֆյուժն ընկերությունները վարձում են բիզնեսի զարգացման անձնակազմ և շուկա են հանում առաջին առևտրային գործարանի իրավունքները:

6. Ինչպիսի՞ն կլինի չափը: Առաջատար միաձուլման ընկերություններն աշխատում են 50 մեգավատտ (ՄՎտ) մինչև 500 ՄՎտ հզորությամբ կայանների վրա: Մեքենայի չափը կարևոր է, քանի որ այն ազդում է նախնական ներդրումային արժեքի վրա: Ավելի փոքր, մոդուլային մեքենաները կհեշտացնեն առանձին կոմունալ ձեռնարկություններին առևտրային գործարանի համար ներդրումային որոշումներ կայացնելը: Չափը նաև ազդում է, թե արդյոք միաձուլման միավորները կարող են օգտագործվել այնպիսի ծրագրերի համար, ինչպիսիք են օվկիանոսային նավարկությունը և այլ ցածր էներգիայի ծրագրեր:

7. Վերջին, բայց ոչ պակաս կարևորը, որքա՞ն է կանխատեսվող արժեքը մեկ ՄՎտժ-ի համար (մեգավատ ժամ): Ֆյուժիոն ընկերությունները ուղղակիորեն մրցակցում են ածուխի և գազի վրա աշխատող կայանների հետ, որոնք ապահովում են բազային էներգիա ամբողջ աշխարհում: Այսպիսով, էներգիայի հավասարեցված արժեքը (LCOE) պետք է մրցունակ լինի ածխի հետ, որը, ըստ Lazard խորհրդատվական ընկերության, միջակայքերը $65/MWh-ից իր ամենակեղտոտ վիճակում մինչև $152/MWh՝ 90% ածխածնի ինտեգրված կլանմամբ: Միաձուլման մեքենաները, որոնք օգտագործում են թանկարժեք, հզոր լազերներ կամ հազվագյուտ նյութերից պատրաստված գերհաղորդիչ մագնիսներ, կարող են պայքարել այդ LCOE-ի հետ: Ճիշտ է, այս բաղադրիչների արժեքը ժամանակի ընթացքում կնվազի: Միաձուլման մեքենաները, որոնք օգտագործում են մեխանիկական սեղմում (նման դիզելային շարժիչի մխոցների) կամ կինետիկ արագացուցիչներ (հիմնականում, գազով աշխատող ատրճանակ), հավանաբար կունենան ծախսային առավելություն առաջիկա մի քանի տասնամյակների ընթացքում:

Երաժշտությանը դիմակայելու ժամանակն է

Թեև այս մնացած մարտահրավերները հաղթահարելի են թվում, հարց Ես տարիներ առաջ հարցրել եմ մնացորդներին.

Ներդրողները, ովքեր տեղափոխվում են, այժմ մեծ եկամուտներ ստանալու հնարավորություն ունեն: Վերոհիշյալ միաձուլման ընկերություններից մի քանիսը դեռ համեստ գներով են: Իհարկե, որոշ ներդրողներ կարող են պայքարել միաձուլման հնարավոր ազդեցության դեմ իրենց առկա էներգետիկ պորտֆելների վրա, հատկապես, եթե դրանք ներառում են հանածո վառելանյութեր, քամին և արևը:

Ես ասում եմ, որ ժամանակն է վերջապես առերեսվել երաժշտությանը: Հաշվի առնելով կլիմայի փոփոխության վտանգը և էներգիայի աճող պահանջարկը, միաձուլումը չափազանց կարևոր է մինչև 2050 թվականը զուտ զրո հասնելու համար: Ոչ մի այլ տեխնոլոգիա չի կարող մրցակցել հանածո վառելիքներին, ինչը կարող է ավելի մեծ անկում առաջացնել CO-ում:₂ արտանետումները կամ ավելին անել վերացնել էներգետիկ կախվածությունը թշնամական ռեժիմներից, ինչպես պուտինյան Ռուսաստանը։ Fusion-ը խաղի փոփոխիչն է, որը կարող է էներգիան իսկապես տեղական, անվտանգ և առատ դարձնել: Այն ցույց է տալիս կենտրոնացված, ավտոկրատ էներգետիկ արդյունաբերությունից դեպի տեղայնացված, ժողովրդավարական էներգիայի ապահովում:

Իսկ fusion-ին արդեն 20 տարի չի մնացել։ Երբ առաջին միաձուլման կայանը կոմերցիոնորեն շահագործվի ողջամիտ գնով, անցումը կարող է արագ լինել: Հիշեք, որ դարեր են պահանջվել ավտոմեքենայի հիմքում ընկած տեխնոլոգիաները զարգացնելու համար, բայց Լոնդոնում և Նյու Յորքում ձիերին փոխարինելու համար մեքենաներից պահանջվել է ընդամենը մեկ տասնամյակ: Հենց կա ավելի լավ և էժան նորարարություն, այն անխուսափելիորեն հաղթում է։

Դժվար ճշմարտությունն այն է, որ առանց էներգետիկայի նորարարության քայլափոխի, մենք այս դարում կանցնենք 1.5°C-ից: Հուսանք, որ միաձուլման առևտրայնացումը կշարունակվի ավելի արագ, քան ջերմաստիճանը: