CEO ของ Tokamak Energy มองเห็นอนาคตข้างหน้าสำหรับฟิวชั่นนิวเคลียร์

จากข่าวล่าสุดทั้งหมดเกี่ยวกับความก้าวหน้าของนิวเคลียร์ฟิวชัน รวมถึงการประกาศของกระทรวงพลังงานว่านักวิทยาศาสตร์จาก Lawrence Livermore National Laboratory บรรลุผลสำเร็จของปฏิกิริยาฟิวชันโดยได้รับพลังงานเพิ่มขึ้น โอกาสนี้เพิ่งเกิดขึ้นเพื่อสัมภาษณ์ Chris Kelsall ซีอีโอของ Tokamak Energy ดูเหมือนโชคดี

ในอีเมลเมื่อวันศุกร์ Kelsall เรียกการประกาศของ DOE ว่า “เป็นผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ เรากำลังแข่งกับเวลาเพื่อเลิกใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและทำให้การหลอมรวมเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ทั่วโลกพร้อมสำหรับความต้องการด้านพลังงานของโลก ความก้าวหน้าในลักษณะนี้เป็นสิ่งที่ดีสำหรับอุตสาหกรรม เนื่องจากการลงทุนของภาครัฐและเอกชนหลั่งไหลเข้าสู่เทคโนโลยีฟิวชันมากขึ้น”

ในระหว่างการสัมภาษณ์ของเราซึ่งดำเนินการก่อนการประกาศของ DOE เคลซอลชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มพลังงานสุทธิเพียงเล็กน้อยเหมือนกับที่ลิเวอร์มอร์รายงานเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว (3.15 เมกะจูลของพลังงานที่ส่งออกจากอินพุต 2.05 เมกะจูลที่ส่งมา) เป็นเพียงเศษเสี้ยวของขนาด ของพลังงานสุทธิที่ได้รับซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะต้องได้รับเพื่อทำให้เทคโนโลยีฟิวชันปรับขนาดได้อย่างแท้จริง

"นี่ไม่ใช่แค่การพิสูจน์การได้รับพลังงานสุทธิเท่านั้น" เขาบอกฉัน “นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า Q มากกว่าหนึ่ง นั่นไม่ใช่เงื่อนไขที่เพียงพอสำหรับพลังงานฟิวชันในเชิงพาณิชย์ ในความเป็นจริง เราต้องไปให้ถึง Q มากกว่าสิบเป็นอย่างน้อย “เราตั้งเป้าไว้ที่ Q ของ 25 สำหรับการหลอมรวมเชิงพาณิชย์ที่เหมาะสม เพื่อจัดหาแหล่งพลังงานที่คงที่สำหรับบ้านและอุตสาหกรรม”

Kelsall กล่าวว่าบริษัทกำลังอยู่บนเส้นทางสู่การแสดงให้เห็นถึงพลังงานที่สะอาดและพร้อมใช้ในระบบกริดภายในต้นปี 2030 “โทคาแมคทรงกลมมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญในเส้นทางสู่พลังงานฟิวชันที่คุ้มค่าในโรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่จะนำไปใช้ทั่วโลก เทคโนโลยีของเราใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงเพื่อบรรจุพลาสมา – เชื้อเพลิงฟิวชัน – ในโทคาแมคทรงกลมซึ่งจะให้กำลังขับที่ต่อเนื่อง ตอนนี้เรามุ่งเน้นไปที่การพัฒนาความรู้ที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์ฟิวชั่นต้นแบบขั้นสูง ST80-HTS และโรงงานต้นแบบ ST-E1 ในขณะที่เราทำงานเพื่อส่งมอบฟิวชั่นที่สะอาด ปลอดภัย และต้นทุนต่ำสำหรับทุกคน”

Tokamak Energy ก่อตั้งขึ้นในปี 2009 โดยตั้งอยู่ใน Milton Park ซึ่งอยู่ทางใต้ของอ็อกซ์ฟอร์ดและทางตะวันตกของลอนดอน “เป็นการแยกออกจากห้องปฏิบัติการวิจัย Culham ซึ่งอยู่ทางเหนือของที่ตั้งสำนักงานของเรา” Kelsall กล่าว “ห้องทดลองนี้มีความเกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดและมีสายเลือดที่ค่อนข้างยาวนานในการตรวจสอบเทคโนโลยีฟิวชัน โดยย้อนกลับไปหลายทศวรรษ คือเราอายุประมาณ 13 ปี ไม่กี่ปีที่ผ่านมาเรามีเพียงไม่กี่สิบคน ตอนนี้เรามีพนักงานมากกว่า 230 คน และเรามีพนักงานกว่า 20 สัญชาติ นักฟิสิกส์ทุกประเภท วิศวกรทุกประเภท”

ธุรกิจของ Tokamak Energy มุ่งเน้นที่เทคโนโลยีหลักสองประการ ได้แก่ ระบบกักเก็บ Tokamak ทรงกลมที่ไม่เหมือนใครซึ่งบริษัทได้สร้างขึ้น; และแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง (HTS) ที่เป็นส่วนสำคัญของการทำงาน คำว่า "โทคามัค" มาจากตัวย่อของรัสเซียสำหรับ "ห้องวงแหวนที่มีขดลวดแม่เหล็ก" ในแง่ที่ง่ายที่สุดคืออุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับการสร้างและกักเก็บปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่จำลองการหลอมรวมของพลาสมาที่เกิดขึ้นภายในดวงอาทิตย์และดาวดวงอื่นๆ ทั้งหมด

แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดได้รับการออกแบบมาเพื่อจำลองสนามแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์และจำกัดพลาสมา พลาสมาถูกสร้างขึ้นโดยความร้อนยวดยิ่งของเชื้อเพลิงก๊าซไฮโดรเจนจนก่อตัวเป็นพลาสมาที่มีประจุไฟฟ้า ซึ่งเป็นสถานะที่สี่ของสสาร ซึ่งไม่ใช่ทั้งของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่เป็นผลทำให้เกิดกัมมันตภาพรังสีเพียงเล็กน้อย ซึ่งไม่ก่อให้เกิดของเสียระยะยาว ระดับสูง หรือปัญหาการกำจัดที่เกี่ยวข้อง ซึ่งพบได้ทั่วไปในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิชชันในปัจจุบัน

การวิจัยเริ่มต้นขึ้นเกี่ยวกับเทคโนโลยี tokamak พื้นฐานในทศวรรษที่ 1960 โดยใช้โมดูลกักกันซึ่งมีลักษณะคล้ายกับโดนัทวงแหวน Tokamak Energy ใช้รุ่นดัดแปลงที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมคล้ายกับแอปเปิ้ลที่มีแกน เป้าหมายปัจจุบันของบริษัทคือสามารถเริ่มติดตั้งโรงไฟฟ้าขนาดเล็กจำนวน 500 โรง โดยแต่ละโรงมีความสามารถในการส่งไฟฟ้า 2030 เมกะวัตต์เข้าสู่กริดภายในกลางปี ​​XNUMX

Kelsall กล่าวว่า รอยเท้าขนาดเล็กของ “สนามฟุตบอลขนาดไม่เกินหนึ่งหรือสองสนาม” เมื่อรวมกับกัมมันตภาพรังสี ของเสีย และข้อกังวลด้านการกำจัดที่น้อยที่สุด จะช่วยให้สามารถตั้งโรงงานในหรือใกล้กับศูนย์ประชากรและอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยลดต้นทุนและเวลาได้อย่างมาก ความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานระบบส่งไฟฟ้าขนาดใหญ่

ไม่น่าแปลกใจที่ Kelsall มองว่าตลาดพลังงานเป็นโอกาสทางการตลาดที่ใหญ่ที่สุดและต้องการพลังงานฟิวชัน “เราทราบดีว่าเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านสภาพอากาศ โลกจะต้องใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมหาศาล” เขากล่าว “กริดในอนาคตของเราก็จะต้องเติบโตอย่างมากเช่นกัน ดังนั้นเราจึงเห็นตลาดพลังงานคิดเป็นประมาณ 60% ของโอกาสทางการตลาดทั้งหมดที่สามารถระบุได้สำหรับการหลอมรวม”

การลดคาร์บอนของภาคอุตสาหกรรมที่สลายตัวได้ยาก เช่น เหล็ก เคมีภัณฑ์ ซีเมนต์ และอื่นๆ เป็นรางวัลที่มีศักยภาพใหญ่เป็นอันดับสองของฟิวชั่น “มันมักจะถูกมองข้าม แต่ก็สำคัญมาก” Kelsall กล่าว “เรามองว่าเป็น 30% ของตลาดเป้าหมายทั่วโลกของเรา ควบคู่ไปกับโอกาสด้านพลังงานและความร้อนร่วม”

แต่พลังงานหมุนเวียน ลม และแสงอาทิตย์ล่ะ? “มุมมองของเราคือพลังงานหมุนเวียนยังคงมีความสำคัญมาก แต่ความท้าทายที่เรามีก็คือ พลังงานหมุนเวียนเพียงอย่างเดียวไม่สามารถพาเราไปสู่เป้าหมายที่เราต้องการทั่วโลกได้” Kelsall ให้คำตอบ “นี่ไม่ใช่แค่เรื่องสภาพอากาศเท่านั้น นี่เป็นเรื่องความมั่นคงทางพลังงานด้วย

“สถานการณ์ที่กำลังดำเนินอยู่ในยูเครนได้เตือนเราว่าไม่ใช่แค่การลดต้นทุนของระบบเท่านั้น แต่ฟิวชั่นยังทำหน้าที่เป็นส่วนเสริมของพลังงานหมุนเวียนอีกด้วย สิ่งนี้ยังเกี่ยวกับการให้ความยืดหยุ่น ความคล่องตัว และการกระจายความหลากหลายในการจัดหาพลังงานทั่วโลก ดังนั้นหากแหล่งพลังงานแหล่งหนึ่งลดลง เราก็ไม่ได้อยู่ในภาวะวิกฤตโดยสมบูรณ์ เป็นโลกทุกวันนี้ที่เราได้รับการย้ำเตือนว่าความมั่นคงด้านพลังงานคือความมั่นคงของชาติ และฉันคิดว่ารัฐบาลจำนวนหนึ่งได้รับการเตือนใจเกี่ยวกับเรื่องนี้ในทางที่ยากลำบาก ยุโรปได้รับการเปิดเผยอย่างมาก ดังนั้นจึงเป็นคำถามของการกำหนดเป้าหมายสภาพภูมิอากาศด้วยการหลอมรวมซึ่งเป็นส่วนเสริมที่สำคัญสำหรับพลังงานหมุนเวียน มันเกี่ยวกับความมั่นคงทางพลังงาน มันเกี่ยวกับการลดต้นทุน นั่นคือปัญหาสามประการ - มันต้องมีราคาย่อมเยาด้วย”

ในช่วงสองปีนับตั้งแต่ที่เขารับบทบาทเป็นซีอีโอของ Tokamak Energy เคลซอลกล่าวว่าเขาได้เห็นความสนใจของนักลงทุนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในภาคส่วนนิวเคลียร์ฟิวชัน “ผมคิดว่ามีความผันแปรที่เห็นได้ชัดในความอยากอาหารของนักลงทุนและความสนใจในพื้นที่ฟิวชันในช่วง 12 เดือนที่ผ่านมา” เขากล่าว “ภาคส่วนนี้มีการลงทุนในตราสารทุนมากกว่า 5 พันล้านดอลลาร์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยมาจากสถาบันชั้นนำ ความมั่งคั่งของรัฐ และชื่อเชิงกลยุทธ์ ตลอดจนผู้มีอิทธิพลที่มีมูลค่าสุทธิสูงเป็นพิเศษและผู้ครอบครองตลาดพลังงาน ซึ่งมักผ่านหน่วยร่วมทุนของพวกเขา”

นอกจากนี้ เขายังพบว่าความคิดริเริ่มของรัฐบาลในยุโรปและเมื่อเร็วๆ นี้ ในสหรัฐอเมริกาในการจัดลำดับความสำคัญของเงินทุนสำหรับการวิจัยและพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับการหลอมรวมนั้นน่าสนับสนุนอย่างยิ่ง “เราเคารพและชื่นชมระบบนิเวศที่กำลังก่อร่างสร้างตัวในสหรัฐอเมริกา เรามีความร่วมมือที่ยอดเยี่ยมกับ University of Illinois และ Princeton Plasma Physics Laboratory, Oak Ridge และอื่น ๆ และเราต้องการเดินทางต่อไป” Kelsall กล่าว

“รัฐบาลสหรัฐฯ ตระหนักดีว่าการหลอมรวมมีความสำคัญเชิงภูมิศาสตร์ และได้เปิดตัวโครงการระดมทุนตามเป้าหมายของภาครัฐ/เอกชน ซึ่งคล้ายกับโครงการก่อนหน้านี้ ซึ่งท้ายที่สุดแล้ว SpaceX เป็นผู้จัดหาแพลตฟอร์มการส่งวัตถุในวงโคจรที่ NASA ต้องการ และข้อดีที่สำคัญอื่น ๆ ก็คือพระราชบัญญัติการลดอัตราเงินเฟ้อซึ่งรวมถึงเงินทุน 280 ล้านดอลลาร์ที่จัดสรรให้กับกระทรวงพลังงานเพื่อพัฒนาการวิจัยและการพัฒนาฟิวชั่น”

โดยรวมแล้วเป็นสภาพแวดล้อมการลงทุนที่มีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับผู้ที่มีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนาพลังงานฟิวชันในปัจจุบัน ความท้าทายสำหรับ Tokamak Energy และบริษัทฟิวชั่นที่ต้องการอื่น ๆ คือการแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีและกระบวนการที่เกี่ยวข้องของตนสามารถบรรลุถึงปริมาณพลังงานสุทธิที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้สามารถปรับขนาดได้ในเชิงเศรษฐกิจ

อย่างที่ Kelsall พูด มันเป็นการแข่งขันกับเวลา เป็นสิ่งที่เร่งรีบเพิ่มขึ้นทุกวันที่ผ่านไป