Net Zero ต้องการฟิวชั่น นักลงทุนควรถาม Frontrunners อย่างไร?

ความเร่งด่วนสำหรับพลังงานฟิวชั่นไม่สามารถพูดเกินจริงได้ เมื่อวันที่ 27 ตุลาคม UN เตือน ว่าไม่มี “เส้นทางที่น่าเชื่อถือถึง 1.5 ° C” และนโยบายปัจจุบันชี้ไปที่ความหายนะ 2.8 ° C ของภาวะโลกร้อนภายในปี 2100 ฟิวชั่นอาจเป็นแหล่งพลังงานศูนย์คาร์บอนเพียงแหล่งเดียวที่สามารถให้พลังงานเบสโหลดได้ไม่จำกัดและมีวัตถุดิบเพียงพอสำหรับ ไฮโดรเจนสะอาดทั้งหมดที่จำเป็นในการแยกคาร์บอนออกจากอุตสาหกรรมที่ยากต่อการลดคาร์บอน อาจเป็นหนทางเดียวที่เป็นไปได้ในการปล่อย Net-Zero ภายในปี 2050

มีปัญหาหนึ่งเกี่ยวกับฟิวชั่นอย่างไรก็ตาม ไม่มีห้องปฏิบัติการหรือบริษัทใดสร้างพลังงานมากไปกว่าที่ทำปฏิกิริยาฟิวชัน นับประสาได้พัฒนาระบบที่สามารถทำงานในเชิงพาณิชย์ได้ เป็นที่เข้าใจได้ว่านักลงทุนสงสัยว่าการหลอมรวมอยู่ตรงไหนจริงๆ และโครงการใดบ้างที่สามารถส่งมอบโอกาสมูลค่าหลายล้านล้านดอลลาร์นี้เพื่อจำลองพลังของดวงอาทิตย์บนโลก

ในฐานะนักลงทุนฟิวชั่นมาเป็นเวลานาน ฉันต้องการหารือว่าทำไมการหลอมรวมจึงมีความสำคัญ ความก้าวหน้าของอุตสาหกรรมนี้ และคำถามที่นักลงทุนผู้รอบรู้ควรถามถึงบริษัทฟิวชั่น

ทำไมเรื่องฟิวชั่นถึงสำคัญ

ปัจจุบันไม่มีเทคโนโลยีด้านพลังงานใดนอกจากฟิวชั่นที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล ไม่มีสิ่งอื่นใดที่สามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของโลกในด้านพลังงานและการจ่ายพลังงานให้กับเครื่องปรับอากาศ โรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ยานยนต์ไฟฟ้า การผลิตไฮโดรเจนสีเขียว ฯลฯ ในระดับที่เราต้องการสำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานและชีวิตบนดาวเคราะห์ที่ร้อนและแห้งกว่า

แน่นอนว่าเราจำเป็นต้องปรับขนาดลมและพลังงานแสงอาทิตย์ แต่ข้อกำหนดด้านที่ดิน สภาพอากาศ และการจัดเก็บพลังงานหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถเปิดใช้งานการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั้งหมดได้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิชชันมีความสำคัญสำหรับ Net Zero เช่นกัน แต่ความเสี่ยงของกากนิวเคลียร์ อุบัติเหตุ และการใช้อาวุธจำกัดการใช้งาน

สำหรับไฮโดรเจน Michael Liebreich ผู้ก่อตั้ง Bloomberg NEF เพิ่งมีภาพประกอบ ที่เพียงแค่แทนที่ไฮโดรเจนสกปรกที่เราใช้ในการผลิตปุ๋ย เคมีภัณฑ์ และการกลั่นน้ำมันด้วยไฮโดรเจนสีเขียว ในปัจจุบันต้องการ 143% ของกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และลมที่ติดตั้งในโลก คำพูดที่น่ากลัว มันจะไม่เหลือไฮโดรเจนสีเขียวไว้สำหรับอย่างอื่น: ไม่ใช่สำหรับการผลิตเหล็กและอลูมิเนียม ไม่ใช่สำหรับการสร้างสมดุลของเครือข่ายพลังงานหรือCO₂ การจับและการเก็บรักษา ไม่ใช่สำหรับการขนส่งทางทะเลและทางราง วัตถุดิบไฮโดรเจนสีเขียวจะไม่เพียงพอหากไม่มีการหลอมรวม

คนในวงการเชื่อว่าภายในปี 2050 โรงงานฟิวชันสามารถจัดหาพลังงานได้ตั้งแต่ 18% ถึง 44% ของพลังงานโลก ฟิวชั่นจึงเป็นหนึ่งในโอกาสในการลงทุนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคของเรา เมื่อเริ่มดำเนินการในเชิงพาณิชย์แล้ว การหลอมรวมจะเข้ามาแทนที่อุตสาหกรรมเชื้อเพลิงฟอสซิลส่วนใหญ่

ฟิวชั่นฟรอนท์รันเนอร์

สมาคมอุตสาหกรรมฟิวชั่น รายงาน ที่บริษัทไพรเวทฟิวชั่นได้ระดมทุนกว่า 4.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐจนถึงปัจจุบัน และเพิ่มเงินทุนรวมของอุตสาหกรรมมากกว่าสองเท่าในปีที่แล้ว ผู้บุกเบิกหลายคนมีความก้าวหน้าทางเทคนิคจนสามารถสันนิษฐานได้ว่าพวกเขาจะนำการผสมผสานทางการค้าออกสู่ตลาดในช่วงปี 2030 รายการรวมถึง General Fusion (ซึ่งฉันเป็นนักลงทุน), Commonwealth Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Energy, General Atomics และ First Light

บริษัทฟิวชั่นแต่ละแห่งตั้งใจที่จะเปิดโรงงานสาธิตภายในครึ่งหลังของทศวรรษนี้ สิ่งเหล่านี้จะพิสูจน์ว่าเทคโนโลยีของพวกเขาสามารถทำงานได้ตามขนาดและผลิตไฟฟ้าสุทธิหรือไม่

สัญลักษณ์แทนคือประเทศจีนซึ่งกำลังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีฟิวชั่นของตัวเอง ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน รัฐบาลตะวันตกไม่ต้องการพึ่งพาจีนสำหรับเทคโนโลยีที่สำคัญนี้ นอกจากนี้ยังมี ITER ซึ่งเป็นโครงการฟิวชันระดับนานาชาติที่ได้รับทุนสาธารณะทางตอนใต้ของฝรั่งเศสที่ หวัง เพื่อส่งพลังงานฟิวชั่นภายในปี 2045

คำถามสำหรับนักลงทุนที่จะถามบริษัทฟิวชั่น

ความท้าทายไม่เพียงแต่ผลิตไฟฟ้าสุทธิเท่านั้น แต่ยังต้องดำเนินการในลักษณะที่เป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ด้วย ต้องใช้แรงดันและความร้อนมหาศาลในการหลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนเข้าด้วยกันเพื่อสร้างนิวเคลียสที่หนักกว่าและปล่อยพลังงานออกมา ในดวงอาทิตย์ แรงโน้มถ่วงส่งแรงมากพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยา บนโลก เครื่องฟิวชันต้องอุณหภูมิสูงถึง 100° ล้าน C เพื่อจำลองสภาวะเหล่านั้น นั่นเป็นเรื่องยากที่จะรักษาและยากต่ออุปกรณ์

ผู้บุกเบิกได้แก้ไขหรือกำลังทำงานผ่านอุปสรรคที่เหลืออยู่ในการหลอมรวมบนพื้นดิน นักลงทุนที่สนใจสงสัยว่าจะฟิวชั่นโครงการไหนกลับควรถามคำถามต่อไปนี้

1.ตัวเครื่องทนทานแค่ไหน? นิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชันชนกับผนังโลหะของเครื่องปฏิกรณ์ การก่อให้เกิด เกิดการผุกร่อน การกัดเซาะของสารเคมีและสิ่งสกปรก และทำให้เครื่องใช้งานไม่ได้ในที่สุด สิ่งนี้เรียกว่า "ปัญหากำแพงแรก" ทางออกหนึ่งคือการใช้ผนังโลหะเหลวซึ่งล้อมรอบปฏิกิริยาฟิวชันและปกป้องเครื่อง อีกวิธีหนึ่งคือการแนะนำเชื้อเพลิงที่ผลิตนิวตรอนน้อยลง ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงโปรตอน-โบรอน ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อสร้างฟิวชัน และดิวเทอเรียม-ฮีเลียม-3 ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลก

2. น้ำมันมีมากขนาดไหน? ส่วนผสมของไอโซโทปไฮโดรเจนสองชนิด ได้แก่ ดิวเทอเรียมและทริเทียม ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันส่วนใหญ่ ดิวเทอเรียมได้มาจากน้ำทะเลอย่างง่ายดาย ในทางกลับกัน Tritium จะต้องผลิตขึ้น ผู้ไม่ประสงค์ดีบางคนมี เตือน ว่า “นิวเคลียร์ฟิวชันกำลังเผชิญกับวิกฤตเชื้อเพลิงอยู่แล้ว” มันไม่ใช่ Frontrunners ได้แก้ไขปัญหานี้โดยการรวมการผลิตไอโซโทปเข้ากับปฏิกิริยาฟิวชัน วิธีหนึ่งคือการใช้ผนังโลหะเหลว (ลีด-ลิเธียม) ที่สัมผัสพลาสมาฟิวชั่นโดยตรงและผลิตเชื้อเพลิงไอโซโทปสำหรับเครื่องฟิวชัน วิธีการเพาะพันธุ์ไอโซโทปที่ใช้ลิเธียมนอกเครื่องปฏิกรณ์ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา

3. การแปลงพลังงานมีประสิทธิภาพเพียงใด? ในบางเครื่อง ผนังโลหะเหลวดูดซับความร้อนผ่านการสัมผัสโดยตรงกับปฏิกิริยาฟิวชัน โลหะเหลวไหลผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ทำให้เกิดไอน้ำที่จะขับเคลื่อนกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้า เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าทั่วไปส่วนใหญ่ แนวทางที่มีแนวโน้มอีกวิธีหนึ่งคือการจับกระแสไฟฟ้าโดยตรงจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชัน

4. ความซับซ้อนของระบบเพิ่มเติมใดบ้างที่สามารถป้องกันการเปิดตัวในเวลาที่เหมาะสม? บริษัทฟิวชั่นบางแห่งตั้งเป้าที่จะใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับระบบรอบนอก ขณะที่บริษัทอื่นๆ กำลังรอความก้าวหน้าด้วยเลเซอร์ วัสดุ และตัวนำยิ่งยวดขั้นสูง สิ่งเหล่านี้ถูกกล่าวถึงในเอกสารที่น่าสนใจบางฉบับในวารสารที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อน และนั่นเป็นข้อกังวล พวกเขามีแนวโน้มแต่ไม่ได้รับการพิสูจน์ จำได้ว่าเมื่อเทสลาเปิดตัวรถยนต์คันแรก เทคโนโลยีเกือบทั้งหมดได้รับการพิสูจน์แล้ว นักลงทุนฟิวชั่นจำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างระบบทฤษฎีกับระบบที่ใช้ส่วนสำคัญที่ได้รับการทดสอบในสภาพจริง

5. โรงงานสาธิตและกลยุทธ์การค้ายืนหยัดอยู่ตรงไหน? ผู้เข้าแข่งขันชั้นนำประสบความสำเร็จในการหลอมรวมในห้องปฏิบัติการและพิสูจน์เทคโนโลยีหลักของพวกเขาและส่วนประกอบแต่ละชิ้นในเตียงทดสอบ ตอนนี้ พวกเขาจำเป็นต้องพิสูจน์ว่าทั้งระบบสามารถทำงานได้ในโรงงานสาธิตในวงกว้าง—ด้วยเหตุนี้ ความเข้มข้นของเงินทุน กิจการธุรกิจฟิวชันชั้นนำกำลังเริ่มเพิ่มทีมผู้เชี่ยวชาญหลักในห้องปฏิบัติการฟิวชันและปริญญาเอกด้วยทีมวิศวกรที่รู้วิธีสร้างโรงไฟฟ้า การเปลี่ยนจากแอปพลิเคชันในห้องปฏิบัติการไปเป็นการใช้งานจริงนี้ไม่ใช่เรื่องเล็ก เรายังเริ่มเห็นบริษัทฟิวชันจ้างพนักงานพัฒนาธุรกิจและทำการตลาดให้สิทธิ์ในการสร้างโรงงานเชิงพาณิชย์แห่งแรก

6. ขนาดจะเป็นอย่างไร? บริษัทฟิวชันชั้นนำกำลังทำงานในโรงงานที่มีขนาดตั้งแต่ 50 เมกะวัตต์ (MW) ถึง 500 MW ขนาดเครื่องจักรมีความสำคัญเนื่องจากส่งผลต่อต้นทุนการลงทุนล่วงหน้า เครื่องจักรแบบแยกส่วนที่มีขนาดเล็กลงจะช่วยให้ระบบสาธารณูปโภคแต่ละรายการตัดสินใจลงทุนสำหรับโรงงานเชิงพาณิชย์ได้ง่ายขึ้น ขนาดยังส่งผลต่อการใช้หน่วยฟิวชันสำหรับการใช้งาน เช่น การขนส่งทางทะเลและการประยุกต์ใช้พลังงานต่ำอื่นๆ

7. สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด ค่าใช้จ่ายคาดการณ์ต่อ MWh (เมกะวัตต์ชั่วโมง) คืออะไร? บริษัทฟิวชั่นแข่งขันโดยตรงกับโรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติซึ่งให้พลังงานพื้นฐานทั่วโลก ดังนั้นต้นทุนพลังงานที่ปรับระดับ (LCOE) จึงต้องแข่งขันกับถ่านหิน ซึ่งตามที่บริษัทที่ปรึกษา Lazard ระบุ ช่วง จาก 65 เหรียญสหรัฐ/เมกะวัตต์ชั่วโมงที่สกปรกที่สุดเป็น 152 เหรียญ/เมกะวัตต์ชั่วโมงโดยรวมการดักจับคาร์บอน 90% เครื่องฟิวชันที่ใช้เลเซอร์พลังงานสูงราคาแพงหรือแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่ทำจากวัสดุหายากอาจมีปัญหากับ LCOE นั้น จริงอยู่ที่ ต้นทุนของส่วนประกอบเหล่านี้จะลดลงตามเวลา เครื่องฟิวชั่นที่ใช้การบีบอัดทางกล (คล้ายกับลูกสูบในเครื่องยนต์ดีเซล) หรือเครื่องเร่งความเร็วจลนศาสตร์ (โดยทั่วไปคือปืนที่ขับเคลื่อนด้วยแก๊ส) อาจมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า

เวลาเผชิญหน้ากับดนตรี

ในขณะที่ความท้าทายที่เหลืออยู่เหล่านี้ดูเหมือนจะผ่านไม่ได้ คำถาม ฉันถามเมื่อหลายปีก่อนว่า ใครบ้างที่มีความกล้าที่จะจัดหาเงินทุนสำหรับโรงงานสาธิตและผลักดันให้เกิดฟิวชั่นสู่ตลาด?

นักลงทุนที่ย้ายตอนนี้มีโอกาสได้รับผลตอบแทนที่เกินปกติ บริษัทฟิวชั่นที่กล่าวถึงข้างต้นบางบริษัทยังมีราคาที่พอประมาณ แน่นอน นักลงทุนบางรายอาจต่อสู้กับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการหลอมรวมพอร์ตพลังงานที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสิ่งเหล่านี้รวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิล ลม และพลังงานแสงอาทิตย์

ฉันบอกว่ามันถึงเวลาที่จะเผชิญหน้ากับดนตรีในที่สุด เนื่องจากภัยคุกคามจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้น การหลอมรวมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุ Net Zero ภายในปี 2050 ไม่มีเทคโนโลยีอื่นใดที่สามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ทำให้เกิด COXNUMX ที่ใหญ่ขึ้น₂ การปล่อยมลพิษหรือทำมากขึ้นเพื่อ กำจัดการพึ่งพาพลังงานในระบอบศัตรูเหมือนกับรัสเซียของปูติน ฟิวชั่นเป็นตัวเปลี่ยนเกมที่สามารถทำให้พลังงานในท้องถิ่นปลอดภัยและอุดมสมบูรณ์อย่างแท้จริง มันแสดงถึงการเปลี่ยนจากอุตสาหกรรมพลังงานแบบรวมศูนย์และแบบเผด็จการไปเป็นการจัดเตรียมพลังงานแบบท้องถิ่นและแบบประชาธิปไตย

และการหลอมรวมไม่ได้อยู่ห่างออกไป 20 ปีอีกต่อไป เมื่อโรงงานฟิวชันแห่งแรกเปิดดำเนินการในเชิงพาณิชย์ด้วยราคาที่สมเหตุสมผล การเปลี่ยนผ่านก็สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว จำไว้ว่าต้องใช้เวลาหลายศตวรรษในการพัฒนาเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังรถยนต์ แต่รถยนต์ใช้เวลาเพียง XNUMX ปีเพื่อทดแทนม้าในลอนดอนและนิวยอร์กซิตี้ ทันทีที่มีนวัตกรรมที่ดีกว่าและถูกกว่า ย่อมชนะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ความจริงที่ยากคือหากไม่มีนวัตกรรมที่เปลี่ยนแปลงขั้นตอนด้านพลังงาน เราจะระเบิดอุณหภูมิเกิน 1.5 ° C ในศตวรรษนี้ หวังว่าการค้าฟิวชั่นจะเร็วกว่าอุณหภูมิ