Las empresas de fusión lograron avances significativos a principios de 2022 después de recaudar un hito de $2800 millones en 2021. En estos primeros meses, Joint European Torus (JET) batió el récord de fusión de 24 años: generando el pulso de energía de fusión sostenida más alto de la historia; First Light Fusion demostró fusión; y HB11 Energy demostraron la fusión de hidrógeno y boro-11 usando láseres de alta potencia, produciendo 10 veces más fusión de lo esperado. Además, ha habido una afluencia de capital para ayudar a abordar los desafíos críticos de ingeniería, con First Light Fusion, Marvel Fusion y Kyoto Fusioneering, todos recaudando importantes rondas de financiación solo en febrero.
Fusion puede proporcionar una fuente de energía de carga base muy necesaria, abundante y sin emisiones de carbono sin riesgo de accidente nuclear o residuos radiactivos de vida prolongada. ITER, el proyecto de fusión tokamak apoyado por 35 naciones, señala que una reacción de fusión libera cuatro millones de veces más energía que la quema de carbón, petróleo o gas. La tecnología de fusión es nueva y costosa y, por lo tanto, requiere grandes cantidades de capital para reducir el riesgo de su tecnología y acelerar el camino hacia la comercialización. Si bien el reciente apoyo del gobierno, como el de los $50 millones proporcionados por el DOE de EE. UU. bajo las instrucciones del plan de la Administración Biden-Harris para la energía de fusión comercial, arroja luz sobre la necesidad de acelerar el desarrollo de la tecnología de fusión, el financiamiento del gobierno palidece en comparación con el miles de millones de dólares en capital que las empresas están recaudando a través de inversores privados. La planificación de la Casa Blanca de la asociación público-privada en fusión y el apoyo adicional del gobierno podrían ser cruciales para ayudar a los proyectos piloto y de demostración de fusión a demostrar su potencial como fuente de energía de carga base.
Aunque no todos en la comunidad de fusión están de acuerdo en quién alcanzará primero el umbral de ganancia de energía neta positiva o el estado comercial, todos están de acuerdo en que la fusión ya no es un juego de espera de 20 años, en gran parte debido al impacto de la informática. poder para soportar el modelado avanzado. Cada empresa tiene diferentes caminos y desafíos para llegar a las etapas de fusión, ganancia y comercialización.
Ciencia &erio; Engineering
TAE Technologies, con sede en California, está desarrollando un reactor avanzado de configuración de campo invertido impulsado por haces con el objetivo de utilizar un ciclo de combustible de hidrógeno y boro. La plataforma de fusión actual de TAE, Norman, se ha utilizado con éxito para experimentos a temperaturas más altas, y su sucesor, Copernicus, se utilizará para continuar con estos experimentos. La plataforma de séptima generación de TAE, Da Vinci, tiene como objetivo demostrar tanto la fusión como la ganancia neta de energía. Se espera que Da Vinci esté en línea en algún momento de 2027 o 2028 y abordará los desafíos de ingeniería relacionados con el uso de combustible de hidrógeno-boro-11. El fundador de TAE, Harry Hamlin, cree que su principal ventaja es el uso de combustible de hidrógeno y boro, ya que permite una reacción de fusión aneutrónica.
HB11 Energy utiliza de manera similar combustible de hidrógeno-boro-11, pero con una reacción de arranque no térmica encendida por láser. Como se mencionó anteriormente, la empresa demostró una reacción de fusión no térmica a principios de este año y produjo 10 veces más fusión de lo previsto, lo que representa una ganancia notablemente alta del 0,05 %. El objetivo de HB11 es usar su reacción para crear electricidad a través de la conversión directa de helio cargado. Las simulaciones y el poder de cómputo que han acelerado en gran medida los hallazgos experimentales para diseños de reactores más establecidos como el tokamak aún no están maduros para la tecnología de HB11. El fundador de HB11, Warren McKenzie, le dijo a Cleantech Group que la compañía está buscando recaudar fondos este año para refinar varios conceptos objetivo que se están considerando para maximizar la ganancia (Q). El desarrollo de estas simulaciones será fundamental para estudiar la ciencia detrás de sus reacciones y optimizar un diseño de destino que pueda alcanzar una ganancia de energía neta y más.
A diferencia del uso de hidrógeno-boro-11 por parte de TAE y HB11, tanto First Light Fusion como General Fusion utilizan combustible de deuterio-tritio (DT) para impulsar sus reacciones. Mientras que una reacción de hidrógeno-boro es aneutrónica, una reacción DT produce neutrones y, por lo tanto, requiere un proceso para capturar la energía de los neutrones para evitar dañar el reactor.
First Light Fusion está creando fusión disparando un proyectil a una pastilla de combustible DT, provocando una onda de choque y el colapso de la cavidad que da como resultado la fusión. Como se indicó anteriormente, han demostrado la física fundamental de este principio, validado por la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido el 6 de abril de 2022. El enfoque permite un diseño de planta muy simplificado, basado en litio fundido. cascada”, que cubre el 99% de su circunferencia de reacción, para hacer frente al problema de la fragilización de neutrones. Bart Markus, presidente de First Light, cree que la clave para el rápido desarrollo de esta tecnología ha sido “…la capacidad de simular nuestra reacción, nos permite iterar la geometría y los materiales y ejecutar alrededor de 2000 iteraciones in silico para cada experimento físico. .” El próximo paso de First Light es la ganancia, lo que hará que utilicen la ingeniería para mejorar la precisión de alcanzar su objetivo de combustible de manera constante. El cronograma de fusión de la compañía los ve en una ganancia neta a mediados o finales de la década de 2020 y, debido a su diseño, Bart los ve en camino para comenzar a construir una planta comercial en ese momento.
General Fusion, con sede en BC, utiliza un proceso de pulso con un inyector de plasma y un sistema de compresión para comprimir y calentar el plasma hasta las condiciones de fusión. La empresa logra esta compresión con una pared colapsable de metal líquido hecha de plomo y litio. La capa de metal líquido actúa como un escudo para su reactor y ralentiza los neutrones producidos en su reacción alimentada por DT y absorbe su energía. En enero, General Fusion anunció que había demostrado las capacidades de ingeniería necesarias para escalar su prototipo de compresión a un sistema de potencia total. El CEO Christofer Mowry dice que el enfoque de la compañía está en su estrategia de comercialización, ya que recientemente anunció la construcción de su planta de demostración a una escala del 70% de una planta comercial. La planta de demostración se construirá en el Reino Unido para aprovechar la experiencia y el talento de la cadena de suministro del Joint European Torus (JET) a medida que cierra. General Fusion utilizará la planta como una oportunidad para abordar los desafíos de ingeniería relacionados con la conexión de sus dos sistemas probados, el inyector de plasma y el sistema de compresión, y espera estar en línea en 2026/2027.
Otra actividad reciente del mercado
Esté atento a...
Un gran desafío al que se han enfrentado los innovadores que utilizan combustible de tritio es el cultivo de tritio. Empresas como First Light Fusion y General Fusion están abordando este problema bombardeando su litio con el subproducto de neutrones de la reacción para producir suficiente combustible de tritio para sostener una planta de energía. Kyoto Fusioneering, una startup nacida de la Universidad de Kyoto, no está desarrollando un reactor de fusión, sino más bien diseñando e ingeniando tecnologías que serán cruciales para el éxito de los reactores tokamak. Kyoto tiene la intención de otorgar la licencia de su SCYLLA Advanced Self-Cooled Blanket a las empresas de fusión tokamak para proporcionar autosuficiencia de tritio, permitir el funcionamiento a alta temperatura (~1000 °C) y reducir la fragilización por neutrones. La empresa recaudó 11,7 millones de dólares en una ronda de Serie B en febrero dirigida por Coral Capital y recibió 7 millones de dólares en acuerdos de préstamo de Kyoto Bank, Sumitomo y MUFG Bank.
