Net Zero'nun Füzyona İhtiyacı Var. Yatırımcılar Öncülere Ne Sormalı?

Füzyon enerjisinin aciliyeti göz ardı edilemez. 27 Ekim'de BM uyardı "1.5°C'ye kadar güvenilir bir yol bulunmadığı" ve mevcut politikalar 2.8 yılına kadar 2100°C'lik feci bir ısınmaya işaret ediyor. Füzyon, sınırsız temel yük gücü ve yeterli hammadde sağlayabilen tek sıfır karbonlu enerji kaynağı olabilir. azaltılması zor endüstrileri karbondan arındırmak için gerekli tüm temiz hidrojen. Belki de 2050 yılına kadar Net-Sıfır emisyona giden tek uygulanabilir yol budur.

Ancak füzyonla ilgili bir sorun var. Hiçbir laboratuvar veya şirket, ticari bir ortamda çalışabilecek bir sistem geliştirmeyi bırakın, bir füzyon reaksiyonuna harcadıklarından daha fazla enerji üretmedi. Anlaşılır bir şekilde yatırımcılar, füzyonun gerçekte nerede durduğunu ve Güneş'in Dünya'daki gücünü çoğaltmak için bu multitrilyon dolarlık fırsatı hangi projelerin sunabileceğini merak ediyor.

Uzun süredir füzyon yatırımcısı olarak, füzyonun neden önemli olduğunu, bu endüstrinin kaydettiği ilerlemeyi ve bilgili yatırımcıların füzyon şirketlerine sorması gereken soruları tartışmak istiyorum.

Füzyon Neden Önemlidir?

Şu anda, füzyon dışında hiçbir enerji teknolojisi, fosil yakıtların yerini alma potansiyeli göstermiyor. Daha sıcak ve daha kuru bir gezegende enerji geçişi ve yaşam için ihtiyaç duyduğumuz ölçekte, dünyanın artan enerji ve klima, tuzdan arındırma tesisleri, elektrikli araçlar, yeşil hidrojen üretimi vb. için artan talebini karşılayabilecek başka hiçbir şey görünmüyor.

Elbette rüzgar ve güneşi ölçeklendirmemiz gerekiyor, ancak arazi, hava ve enerji depolama gereksinimleri, tam bir enerji geçişini sağlayamayacakları anlamına geliyor. Nükleer fisyon santralleri Net Zero için de önemlidir, ancak nükleer atık, kazalar ve silahlanma riskleri kullanımlarını sınırlar.

Hidrojene gelince, Bloomberg NEF'in kurucusu Michael Liebreich yakın zamanda resimli Gübre, kimyasal ve petrol arıtma üretiminde kullandığımız kirli hidrojeni yeşil hidrojenle değiştirmek, şu anda dünyanın kurulu güneş ve rüzgar kapasitesinin %143'ünü gerektirecektir. Korkunç bir açıklama. Başka hiçbir şey için kullanılabilir yeşil hidrojen bırakmaz: çelik ve alüminyum üretimi için değil, güç ağlarını veya COXNUMX'yi dengelemek için değil.₂ deniz ve demiryolu taşımacılığı için değil, yakalama ve depolama. Füzyon olmadan yeterli yeşil hidrojen besleme stoğu olmayacak.

Endüstri uzmanları, 2050 yılına kadar füzyon tesislerinin dünya enerjisinin %18 ila %44'ünü sağlayabileceğine inanıyor. Bu nedenle füzyon, zamanımızın en muazzam yatırım fırsatlarından birini temsil ediyor. Füzyon, ticari olarak faaliyete geçtiğinde, fosil yakıt endüstrisinin çoğunun yerini alacak.

Füzyon Öncüleri

Füzyon Endüstrisi Derneği raporları özel füzyon şirketlerinin bugüne kadar 4.8 milyar ABD dolarının üzerinde finansman sağladığı ve geçen yıl endüstrinin toplam finansmanını iki katından fazla artırdığı açıklandı. Önde gelen birkaç şirket, 2030'larda piyasaya ticari füzyon getireceklerini varsaymak inandırıcı olacak kadar teknik ilerleme kaydetti. Listede yatırımcısı olduğum General Fusion, Commonwealth Fusion Systems, Helion, TAE Technologies, Zap Energy, General Atomics ve First Light yer alıyor.

Bu füzyon şirketlerinin her biri, bu on yılın ikinci yarısına kadar bir tanıtım tesisi açmayı planlıyor. Bunlar, teknolojilerinin ölçekte çalışıp çalışamayacağını ve net elektrik üretip üretemeyeceğini kanıtlayacak.

Joker karakter, kendi füzyon teknolojisi üzerinde çalışan Çin'dir. Açık nedenlerden dolayı, Batılı hükümetler bu önemli teknoloji için Çin'e güvenmemeyi tercih ediyor. Fransa'nın güneyinde, kamu tarafından finanse edilen uluslararası bir füzyon projesi olan ITER de bulunmaktadır. umut 2045 yılına kadar füzyon gücü sağlamak.

Yatırımcıların Füzyon Firmalarına Sorması Gereken Sorular

Buradaki zorluk sadece net elektrik üretmek değil, aynı zamanda bunu ticari olarak uygulanabilir bir şekilde yapmaktır. Hidrojen atomlarını birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve enerji açığa çıkarmak için muazzam bir basınç ve ısı gerekir. Güneşte, yerçekimi reaksiyonu sağlamak için yeterli kuvveti sağlar. Dünya'da, füzyon makinelerinin bu koşulları tekrarlamak için 100 ° milyon C'nin üzerindeki sıcaklıklara çarpması gerekiyor. Bunu sürdürmek zor ve ekipman üzerinde zor.

Önde gelenler ya çözdüler ya da Dünya tabanlı füzyonun kalan engellerini aşmaya çalışıyorlar. Hangi füzyon projesini destekleyeceğini merak eden ilgilenen yatırımcılar aşağıdaki soruları sormalıdır:

1. Makine ne kadar dayanıklı? Bir füzyon reaksiyonunda üretilen nötronlar, reaktörün metal duvarına çarptı, neden olan kabarma, kimyasal erozyon ve kirlilikler ve sonunda makineyi çalışmaz hale getirir. Buna “birinci duvar problemi” denir. Bir çözüm, füzyon reaksiyonunu çevreleyen ve makineyi koruyan bir sıvı metal duvar kullanmaktır. Başka bir yaklaşım, daha az nötron üreten yakıtları tanıtmaktır. Bunlar, füzyon üretmek için daha da yüksek sıcaklıklar gerektiren proton-bor yakıtı ve Dünya'da doğal olarak oluşmayan döteryum-helyum-3'ü içerir.

2. Yakıt ne kadar bol? İki hidrojen izotopu, döteryum ve trityum karışımı, çoğu füzyon reaksiyonunu besler. Döteryum deniz suyundan kolayca elde edilir. Trityum ise üretilmelidir. Bazı muhalifler var uyardı “Nükleer Füzyon Halihazırda Bir Yakıt Kriziyle Karşı Karşıya” Değil. Öncüler, trityum üretimini füzyon reaksiyonuna entegre ederek bu sorunu çözdüler. Bir yol, füzyon plazmasıyla doğrudan temas eden ve füzyon makinesi için trityum yakıtı üreten bir sıvı metal (kurşun-lityum) duvar kullanmaktır. Reaktör dışında trityum yetiştirmek için lityum bazlı yöntemler de geliştirilmektedir.

3. Enerji dönüşümü ne kadar verimli? Bazı makinelerde, sıvı metal duvar, füzyon reaksiyonu ile doğrudan temas yoluyla ısıyı emer. Sıvı metal bir ısı eşanjöründen geçerek, çoğu geleneksel enerji santralinin yaptığı gibi, bir türbini çalıştıracak ve elektrik üretecek buharı üretir. Bir başka umut verici yaklaşım, bir füzyon reaksiyonunda üretilen elektromanyetik alanlardan doğrudan elektriği yakalamaktır.

4. Hangi ek sistem karmaşıklıkları, zamanında kullanıma sunulmasını engelleyebilir? Bazı füzyon şirketleri, sistemlerinin çevresi için kanıtlanmış teknolojileri kullanmayı amaçlarken, diğerleri gelişmiş lazerler, malzemeler ve süper iletkenler ile atılımlara güveniyor. Bunlar, hakemli dergilerdeki bazı etkileyici makalelerde tartışılıyor ve endişe kaynağı da bu. Umut veriyorlar ama kanıtlanmamışlar. Tesla'nın ilk arabalarını piyasaya sürdüğünde, neredeyse tüm teknolojinin kanıtlandığını hatırlayın. Füzyon yatırımcıları, teorik sistemler ile gerçek dünya koşullarında test edilmiş kritik parçaları kullananlar arasında ayrım yapmalıdır.

5. Demo tesisi ve ticarileştirme stratejisi nerede duruyor? En iyi yarışmacılar bir laboratuvarda füzyon elde ettiler ve temel teknolojilerini ve bireysel bileşenlerini test ortamlarında kanıtladılar. Şimdi, tam sistemin bir demo fabrikasında geniş ölçekte çalışabileceğini kanıtlamaları gerekiyor - dolayısıyla sermaye yoğunluğu. Önde gelen füzyon girişimleri, füzyon laboratuvarı uzmanları ve doktoralarından oluşan çekirdek ekiplerini, bir elektrik santralinin nasıl inşa edileceğini bilen bir mühendislik ekibiyle güçlendirmeye başlıyor. Laboratuardan gerçek dünya uygulamasına bu geçiş küçük bir başarı değil. Füzyon şirketlerinin iş geliştirme personeli tuttuğunu ve ilk ticari tesisin haklarını pazarladığını bile görmeye başlıyoruz.

6. Boyut ne olacak? Önde gelen füzyon şirketleri, büyüklükleri 50 megawatt (MW) ile 500 MW arasında değişen santraller üzerinde çalışıyor. Ön yatırım maliyetini etkilediği için makine boyutu çok önemlidir. Daha küçük, modüler makineler, bireysel hizmetlerin ticari bir tesis için yatırım kararları vermesini kolaylaştıracak. Boyut ayrıca, füzyon ünitelerinin okyanus taşımacılığı ve diğer düşük enerji uygulamaları gibi uygulamalar için kullanılıp kullanılamayacağını da etkiler.

7. Son olarak, MWh (megavat saat) başına tahmini maliyet nedir? Füzyon şirketleri, dünya çapında temel yük enerjisi sağlayan kömür ve gazla çalışan tesislerle doğrudan rekabet etmektedir. Bu nedenle, seviyelendirilmiş enerji maliyetinin (LCOE), danışmanlık firması Lazard'a göre, kömürle rekabet etmesi gerekiyor. aralıkları %65 karbon yakalama entegresiyle en kirli 152$/MWh'den 90$/MWh'ye. Pahalı, yüksek güçlü lazerler veya nadir malzemelerden yapılmış süper iletken mıknatıslar kullanan füzyon makineleri, bu LCOE ile mücadele edebilir. Elbette, bu bileşenlerin maliyetleri zamanla düşecektir. Mekanik sıkıştırma (dizel motordaki pistonlara benzer) veya kinetik hızlandırıcılar (temelde gazla çalışan bir tabanca) kullanan füzyon makineleri muhtemelen önümüzdeki birkaç on yıl içinde maliyet avantajına sahip olacaktır.

Müzikle Yüzleşme Zamanı

Geriye kalan bu zorluklar aşılabilir gibi görünse de, soru Yıllar önce sorduğum kalır: Gösteri tesislerini finanse etmeye ve füzyonu piyasaya sürmeye kimin cesareti var?

Hareket eden yatırımcıların artık büyük getiriler elde etme şansı var. Yukarıda belirtilen füzyon şirketlerinden bazıları hala mütevazı fiyatlara sahip. Tabii ki, bazı yatırımcılar, özellikle fosil yakıtları, rüzgar ve güneşi içeriyorsa, füzyonun mevcut enerji portföyleri üzerindeki potansiyel etkisi ile mücadele edebilir.

Sonunda müzikle yüzleşmenin zamanı geldiğini söylüyorum. İklim değişikliği tehdidi ve artan enerji talebi göz önüne alındığında, 2050 yılına kadar Net Sıfır'a ulaşmak için füzyon kritik önem taşıyor. Başka hiçbir teknoloji fosil yakıtları geride bırakamaz, COXNUMX'de daha büyük bir göçük oluşturamaz₂ emisyonları veya daha fazlasını yapmak düşman rejimlere enerji bağımlılığını ortadan kaldırmakPutin'in Rusya'sı gibi. Fusion, enerjiyi gerçekten yerel, güvenli ve bol hale getirebilecek bir oyun değiştiricidir. Merkezi, otokratik bir enerji endüstrisinden yerelleştirilmiş, demokratik enerji tedarikine geçişin habercisidir.

Ve füzyon artık 20 yıl uzakta değil. İlk füzyon tesisi makul bir maliyetle ticari olarak faaliyete geçtiğinde, geçiş hızlı olabilir. Unutmayın, bir otomobilin arkasındaki teknolojileri geliştirmek yüzyıllar aldı, ancak Londra ve New York City'de arabaların atların yerini alması yalnızca on yıl aldı. Daha iyi ve daha ucuz bir yenilik olduğu anda, kaçınılmaz olarak kazanır.

Acı gerçek şu ki, enerjide bir adım değişikliği yeniliği olmadan, bu yüzyılda 1.5°C'yi geçeceğiz. Umarız füzyon ticarileşmesi sıcaklıklardan daha hızlı ilerler.