Net Zero Xav Tau Fusion. Dab tsi yuav tsum tau Investors nug Cov Frontrunners?

Qhov ceev ceev rau fusion zog tsis tuaj yeem overstated. Lub Kaum Hli 27, UN ceeb toom tias tsis muaj "txoj kev ntseeg siab mus rau 1.5 ° C nyob rau hauv qhov chaw," thiab cov cai tam sim no taw qhia txog kev puas tsuaj ntawm 2.8 ° C ntawm kev ua kom sov los ntawm 2100. Fusion tej zaum tsuas yog xoom-carbon zog qhov chaw uas tuaj yeem muab tsis muaj kev txwv tsis pub muaj zog hauv paus thiab txaus feedstock rau tag nrho cov huv hydrogen tsim nyog rau decarbonize nyuaj-rau-abate industries. Nws yog kab tias tib txoj hauv kev mus rau Net-Zero emissions los ntawm 2050.

Txawm li cas los xij, muaj ib qho teeb meem nrog fusion. Tsis muaj lub chaw kuaj mob lossis lub tuam txhab tau tsim lub zog ntau dua li lawv tau muab tso rau hauv cov tshuaj tiv thaiv fusion, cia nyob ib leeg tsim cov txheej txheem uas tuaj yeem ua haujlwm hauv chaw lag luam. Nkag siab, cov tub ua lag luam xav tsis thoob qhov twg fusion tiag tiag sawv thiab cov phiaj xwm twg tuaj yeem xa mus rau lub sijhawm ntau txhiab lab daus las los rov ua lub zog ntawm Lub Hnub hauv ntiaj teb.

Raws li ib tug ntev-lub sij hawm fusion investor, kuv xav tham txog vim li cas fusion tseem ceeb, qhov kev vam meej no kev lag luam tau ua thiab cov lus nug savvy investor yuav tsum tau nug ntawm fusion tuam txhab uas muag.

Vim li cas Fusion Matters

Tam sim no, tsis muaj lub zog thev naus laus zis ntxiv rau fusion qhia tau tias muaj peev xwm hloov cov fossil fuels. Tsis muaj dab tsi tshwm sim muaj peev xwm txaus siab rau lub ntiaj teb kev xav tau loj hlob ntawm lub zog thiab lub zog cua txias, cov nroj tsuag desalinization, hluav taws xob tsheb, ntsuab hydrogen ntau lawm, thiab lwm yam ntawm qhov ntsuas peb xav tau rau lub zog hloov pauv thiab lub neej ntawm lub ntiaj teb kub thiab tshuab ziab khaub ncaws.

Peb yuav tsum tau ntsuas cua thiab hnub ci, tab sis lawv thaj av, huab cua thiab lub zog khaws cia txhais tau tias lawv tsis tuaj yeem ua kom muaj kev hloov pauv tag nrho. Nuclear fission nroj tsuag kuj tseem ceeb heev rau Net Zero, tab sis cov kev pheej hmoo ntawm nuclear pov tseg, xwm txheej thiab riam phom txwv lawv siv.

Raws li rau hydrogen, Bloomberg NEF tus tsim Michael Liebreich tsis ntev los no ua piv txwv uas tsuas yog hloov cov dej qias neeg uas peb siv hauv kev tsim cov chiv, tshuaj thiab roj refining nrog ntsuab hydrogen tam sim no yuav xav tau 143% ntawm lub ntiaj teb lub hnub ci thiab cua muaj peev xwm. Ib nqe lus txaus ntshai. Nws yuav tawm tsis muaj hydrogen ntsuab rau lwm yam: tsis yog rau cov hlau thiab txhuas ntau lawm, tsis yog rau kev ntsuas hluav taws xob sib txuas lossis CO₂ ntes thiab khaws cia, tsis yog rau marine thiab rail shipping. Muaj tsuas yog yuav tsis txaus ntsuab hydrogen feedstock yam tsis muaj fusion.

Kev lag luam sab hauv ntseeg tias los ntawm 2050, fusion nroj tsuag tuaj yeem muab tau qhov twg los ntawm 18% mus rau 44% ntawm lub ntiaj teb lub zog. Fusion yog li sawv cev rau ib qho ntawm cov peev txheej loj tshaj plaws ntawm peb lub sijhawm. Thaum nws ua lag luam, fusion yuav hloov feem ntau ntawm cov fossil roj kev lag luam.

Lub Fusion Frontrunners

Lub koom haum Fusion Industry Association lus ceeb toom tias cov tuam txhab fusion ntiag tug tau nce ntau dua $ 4.8 billion USD hauv cov nyiaj rau hnub tim thiab ntau dua ob npaug ntawm kev lag luam tag nrho cov nyiaj xyoo tas los. Ntau qhov kev sib tw ua ntej tau ua qhov kev kawm tau zoo uas nws ntseeg tau tias lawv yuav coj kev lag luam fusion mus rau kev lag luam hauv xyoo 2030s. Cov npe suav nrog General Fusion (uas kuv yog ib tus neeg ua lag luam), Cov Txheej Txheem Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Zog, General Atomics thiab Thawj Lub Teeb.

Txhua lub tuam txhab fusion no npaj siab qhib kev ua qauv qhia los ntawm ib nrab xyoo ntawm lub xyoo no. Cov no yuav ua pov thawj tias lawv cov thev naus laus zis tuaj yeem ua haujlwm ntawm qhov ntsuas thiab tsim hluav taws xob.

Lub wildcard yog Tuam Tshoj, uas ua haujlwm ntawm nws tus kheej fusion technology. Rau qhov laj thawj pom tseeb, tsoomfwv sab hnub poob xav tsis yog nyob ntawm Tuam Tshoj rau cov thev naus laus zis tseem ceeb no. Tseem muaj ITER, thoob ntiaj teb, pej xeem nyiaj txiag fusion project nyob rau sab qab teb ntawm Fabkis uas kev cia siab kom xa fusion zog los ntawm 2045.

Cov lus nug rau cov tub lag luam nug cov tuam txhab Fusion

Qhov kev sib tw yog kom tsis yog tsuas yog tsim hluav taws xob xwb, tab sis ua li ntawd nyob rau hauv ib txoj kev uas muaj kev lag luam. Nws yuav siv lub siab loj thiab cua sov los fuse hydrogen atoms ua ke los tsim ib lub nucleus hnyav dua, tso tawm lub zog. Nyob rau hauv lub hnub, lub ntiajteb txawj nqus muab lub zog txaus los pab kom cov tshuaj tiv thaiv. Nyob rau hauv lub ntiaj teb, fusion tshuab yuav tsum ntaus kub siab tshaj 100 ° lab C kom rov ua dua cov xwm txheej. Qhov ntawd yog ib qho nyuaj rau kev txhawb nqa thiab nyuaj ntawm cov khoom siv.

Cov frontrunners tau daws los yog ua hauj lwm los ntawm cov kev cuam tshuam ntxiv rau lub ntiaj teb fusion. Cov tub ua lag luam txaus siab, xav paub qhov twg fusion project rov qab, yuav tsum nug cov lus nug hauv qab no:

1. Lub tshuab ua haujlwm ntev npaum li cas? Cov neutrons generated nyob rau hauv ib tug fusion cov tshuaj tiv thaiv ntaus cov hlau phab ntsa ntawm lub reactor, ua rau blistering, tshuaj erosion thiab impurities, thiab nws thiaj li ua rau lub tshuab inoperable. Qhov no yog hu ua "thawj phab ntsa teeb meem." Ib qho kev daws teeb meem yog siv cov phab ntsa hlau ua kua, uas nyob ib puag ncig cov tshuaj tiv thaiv fusion thiab tiv thaiv lub tshuab. Lwm txoj hauv kev yog qhia cov roj uas tsim cov neutron tsawg dua. Cov no suav nrog cov roj proton-boron, uas yuav tsum tau kub siab dua los tsim fusion, thiab deuterium-helium-3, uas tsis tshwm sim hauv ntiaj teb.

2. Cov roj ntau npaum li cas? Kev sib xyaw ntawm ob hydrogen isotopes, deuterium thiab tritium, roj feem ntau fusion tshwm sim. Deuterium yog yooj yim muab tau los ntawm seawater. Tritium, ntawm qhov tod tes, yuav tsum tau tsim. Qee tus neeg tsis txaus siab muaj ceeb toom hais tias "Nuclear Fusion tab tom ntsib teeb meem roj." Nws tsis yog. Frontrunners tau daws qhov teeb meem no los ntawm kev sib koom ua ke tritium ntau lawm rau hauv cov tshuaj tiv thaiv fusion. Ib txoj hauv kev yog siv cov kua hlau (lead-lithium) phab ntsa uas ncaj qha rau fusion plasma thiab tsim cov roj tritium rau lub tshuab fusion. Lithium-raws li txoj kev ntawm kev yug me nyuam tritium sab nraum lub reactor tseem tab tom tsim.

3. Lub zog hloov dua siab tshiab npaum li cas? Hauv qee lub tshuab, cov phab ntsa hlau ua kua nqus cua sov los ntawm kev sib cuag ncaj qha nrog cov tshuaj tiv thaiv fusion. Cov hlau ua kua dhau los ntawm cov khoom siv hluav taws xob, tsim cov chav uas yuav tsav lub turbine thiab tsim hluav taws xob-raws li feem ntau cov khoom siv hluav taws xob ua. Lwm txoj hauv kev zoo yog kom ntes hluav taws xob ncaj qha los ntawm electromagnetic teb uas tsim los ntawm cov tshuaj tiv thaiv fusion.

4. Dab tsi ntxiv cov txheej txheem nyuaj tuaj yeem tiv thaiv kom tsis txhob muaj sijhawm? Qee lub tuam txhab fusion tsom siv cov thev naus laus zis pov thawj rau thaj tsam ntawm lawv lub tshuab, thaum lwm tus suav nrog kev ua tiav nrog cov lasers siab heev, cov ntaub ntawv thiab cov khoom siv hluav taws xob. Cov no tau tham nyob rau hauv qee cov ntaub ntawv txaus nyiam hauv cov ntawv xov xwm tshuaj xyuas, thiab qhov ntawd yog qhov kev txhawj xeeb. Lawv tau cog lus tab sis tsis muaj pov thawj. Nco qab tias thaum Tesla qhia nws thawj lub tsheb, xyaum ua txhua yam thev naus laus zis tau ua pov thawj. Cov tub ua lag luam Fusion yuav tsum sib txawv ntawm cov txheej txheem theoretical thiab cov neeg siv qhov tseem ceeb uas tau raug sim hauv lub ntiaj teb tiag tiag.

5. Qhov twg demo cog thiab kev lag luam tawm tswv yim sawv ntsug? Cov neeg sib tw saum toj kawg nkaus tau ua tiav fusion hauv chav kuaj thiab ua pov thawj lawv cov thev naus laus zis tseem ceeb thiab cov khoom siv ib leeg hauv testbeds. Tam sim no, lawv yuav tsum tau ua pov thawj tag nrho cov txheej txheem tuaj yeem ua haujlwm hauv cov nroj tsuag demo ntawm nplai - yog li, kev siv peev nyiaj. Cov thawj coj fusion ventures tab tom pib nce lawv cov tub ntxhais kawm ntawm fusion lab tus kws tshaj lij thiab PhDs nrog pab pawg engineering uas paub yuav ua li cas los tsim lub zog. Qhov kev hloov pauv no los ntawm kev kuaj sim mus rau qhov kev thov tiag tiag hauv ntiaj teb no tsis yog qhov ua haujlwm me me. Peb tab tom pib pom cov tuam txhab fusion ntiav cov neeg ua haujlwm txhim kho kev lag luam thiab ua lag luam cov cai rau kev lag luam thawj zaug.

6. Yuav ua li cas loj? Cov tuam txhab fusion ua haujlwm tau ua haujlwm ntawm cov nroj tsuag loj ntawm 50 megawatts (MW) txog 500 MW. Lub tshuab loj yog qhov tseem ceeb vim tias nws cuam tshuam rau tus nqi peev ua ntej. Cov tshuab me me, modular yuav ua rau nws yooj yim dua rau cov neeg siv khoom siv los txiav txim siab peev rau kev lag luam cog. Qhov loj me kuj tseem cuam tshuam seb fusion units tuaj yeem siv rau cov ntawv thov xws li kev thauj dej hiav txwv thiab lwm yam kev siv hluav taws xob qis.

7. Qhov kawg tab sis qhov kawg, tus nqi kwv yees li cas rau ib MWh (megawatt teev)? Fusion tuam txhab uas muag sib tw ncaj qha nrog cov thee- thiab roj-tso cov nroj tsuag uas muab baseload zog thoob ntiaj teb. Yog li, cov nqi hluav taws xob theem (LCOE) yuav tsum muaj kev sib tw nrog cov thee uas, raws li lub tuam txhab pab tswv yim Lazard, ib txwm los ntawm $ 65 / MWh ntawm nws qhov qias tshaj plaws rau $ 152 / MWh nrog 90% carbon capture integrated. Fusion tshuab uas siv cov nqi kim, muaj zog lasers lossis superconducting hlau nplaum ua los ntawm cov ntaub ntawv tsis tshua muaj peev xwm tawm tsam nrog LCOE ntawd. Pom zoo, cov nqi ntawm cov khoom no yuav poob rau lub sijhawm. Fusion tshuab uas siv cov tshuab compression (zoo ib yam li pistons hauv lub cav diesel) lossis kinetic accelerators (qhov tseem ceeb, rab phom siv roj) tej zaum yuav muaj txiaj ntsig zoo dua li ob peb xyoos tom ntej no.

Lub Sijhawm Fwm Lub Suab Nkauj

Thaum cov kev sib tw tseem tshuav zoo li surmountable, lub lo lus nug Kuv nug ntau xyoo dhau los tseem tshuav: Leej twg muaj lub siab tawv los pab nyiaj rau cov nroj tsuag ua qauv qhia thiab thawb fusion mus rau kev ua lag luam?

Cov tub ua lag luam uas txav tam sim no muaj lub sijhawm kom tau txais txiaj ntsig zoo dua. Qee lub tuam txhab fusion tau hais los saum toj no tseem yog tus nqi qis. Tau kawg, qee cov tub ua lag luam yuav tawm tsam nrog qhov muaj peev xwm cuam tshuam ntawm fusion ntawm lawv cov khoom siv hluav taws xob uas twb muaj lawm, tshwj xeeb tshaj yog tias cov no suav nrog fossil fuels, cua thiab hnub ci.

Kuv hais tias nws yog lub sij hawm thaum kawg fim lub suab paj nruag. Muab qhov kev hem thawj ntawm kev hloov pauv huab cua thiab kev xav tau ntau ntxiv rau lub zog, fusion yog qhov tseem ceeb rau kev ua tiav Net Zero los ntawm 2050. Tsis muaj lwm yam thev naus laus zis tuaj yeem sib tw fossil fuels, ua kom loj dua hauv CO₂ emissions los yog ua ntau dua rau tshem tawm lub zog dependence ntawm hostile regimes, zoo li Putin tus Russia. Fusion yog lub gamechanger uas tuaj yeem ua rau lub zog tiag tiag hauv zos, ruaj ntseg thiab nplua nuj. Nws qhia txog kev hloov pauv los ntawm kev lag luam hauv nruab nrab, autocratic zog kev lag luam mus rau hauv cheeb tsam, kev siv hluav taws xob ywj pheej.

Thiab fusion tsis yog 20 xyoo ntxiv lawm. Thaum thawj fusion cog yog kev lag luam ua lag luam ntawm tus nqi tsim nyog, kev hloov pauv tuaj yeem ceev. Nco ntsoov, nws tau siv ntau pua xyoo los tsim cov thev naus laus zis tom qab lub tsheb, tab sis nws tsuas yog siv tsheb txog ib xyoo caum los hloov cov nees hauv London thiab New York City. Sai li sai tau muaj qhov zoo dua thiab pheej yig dua kev tsim kho tshiab, nws inevitably yeej.

Qhov tseeb nyuaj yog tias tsis muaj kev hloov pauv hloov tshiab hauv lub zog, peb yuav tshuab dhau 1.5 ° C xyoo no. Cia peb cia siab tias kev lag luam fusion txav nrawm dua li qhov kub thiab txias.