Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Prąd z fuzji jądrowej już w przyszłej dekadzie? Prywatne firmy bez rozgłosu robią swoje

Recommended Posts

Większość przedsiębiorstw działających na rynku energii fuzyjnej przewiduje, że pierwszy prąd z elektrowni termojądrowych trafi do sieci już w latach 30. obecnego stulecia. Tak wynika z pierwszego raportu na temat światowego stanu energetyki fuzyjnej. Został on opublikowany przez Fusion Industry Association (FIA) oraz UK Atomic Energy Authority (UKAEA).

Reaktory fuzyjne wytwarzają energię metodą fuzji jądrowej, w czasie której lżejsze pierwiastki łączą się w cięższe. Taki proces zachodzi na Słońcu. Fuzja to pod wieloma względami najdoskonalsze źródło czystej energii. Ilość energii, jaką może dostarczyć zupełnie zmieni reguły gry. Paliwo do fuzji jądrowej można uzyskać z wody, a Ziemia jest pełna wody. To niemal niewyczerpane źródło energii. Musimy tylko dowiedzieć się, jak go używać, mówiła niedawno profesor Maria Zuber, wiceprezydent MIT ds. badawczych. Informowaliśmy wówczas o przełomie dokonanym na MIT i możliwości pojawienia się za 4 lata reaktora, który wytworzy energię netto.

Obecnie na całym świecie istnieje co najmniej 35 firm działających na rynku fuzji jądrowej. Większość z nich to przedsiębiorstwa z USA i Europy. Dwanaście z tych 35 firm zadeklarowało, że dopiero rozpoczyna działalność lub też woli nie ujawniać swojego istnienia, zatem nie zostały uwzględnione w raporcie. Z pozostałych 23 firm kolejny tuzin działa nie dłużej niż 5 lat. Wśród 23 uwzględnionych w raporcie firm w USA działa 13, a w Europie 7, czego 5 w Wielkiej Brytanii.

Z raportu The Global Fusion Industry in 2021 dowidujemy się, że prywatne przedsiębiorstwa zajmujące się fuzją termojądrową otrzymały od lat 90. finansowanie w wysokości ponad 1 miliarda 872 milionów USD, z czego 1,786 miliarda pochodziło ze źródeł prywatnych, a 85 milionów ze dotacji rządowych. W przedsiębiorstwa te inwestują m.in. Bezos Expeditions, Breakthrough Energy Ventures, Capricorn Investment Group, Chevron Technology Ventures, Google, Eni, Wellcome Trust czy Oxford Sciences Innovation.

Nie każde z badanych przedsiębiorstw przyznało, jakie finansowanie otrzymało. Informacji takiej udzieliło 18 firm.
Najwięcej pieniędzy, bo aż 85% całego finansowania, trafiło do 4 największych graczy na tym rynku. Są to Commonwealth Fusion Systems (USA, powstało w 2018 r.), General Fusion (Kanada, 2002 r.), , TAE Technologies (USA, 1998 r.) oraz Tokamak Energy (Wielka Brytania, 2009 r.).

Głównym celem firm pracujących nad fuzją jądrową jest produkcja energii elektrycznej, jednak niemal połowa takich przedsiębiorstw planuje też wykorzystanie tej technologii jako napędu pojazdów kosmicznych, napędu statków i okrętów, pozyskiwania wodoru i dostarczania ciepła na potrzeby przemysłu.

Przedsiębiorstwa z rynku fuzyjnego zatrudniają przede wszystkim inżynierów, którzy stanowią 51% ich załóg. Kolejnych 26% pracowników to naukowcy. Najpopularniejszymi rozwijanymi technologiami są magnetyczne uwięzienie plazmy, nad którym pracuje 13 z 23 ankietowanych przedsiębiorstw oraz magnetyczno-inercyjne uwięzienie plazmy (5 przedsiębiorstw).

Najbardziej interesująca zaś była odpowiedź na pytanie, kiedy po raz pierwszy, gdzieś na świecie do sieci trafi prąd z elektrowni termojądrowej. Aż 17 przedsiębiorstw odpowiedziało, że stanie się to w przyszłej dekadzie. Z kolei 11 uważa, że w przyszłej dekadzie fuzja zostanie po raz pierwszy wykorzystana w roli napędu w przestrzeni kosmicznej.

Największym i najbardziej znanym projektem związanym z fuzją jądrową jest budowany we Francji międzynarodowy reaktor ITER, który ma rozpocząć pracę jeszcze przed końcem dekady. Będzie to jednak reaktor eksperymentalny, który nie będzie wytwarzał energii netto. Innymi słowy, pochłonie więcej energii niż wytworzy. Podobnym projektem jest brytyjski STEP. Ma on ruszyć w latach 40. To zaś pokazuje, że firmy prywatne, chociaż ze znacznie mniejszym rozgłosem, planują zastosowanie fuzji jądrowej w praktyce znacznie szybciej, niż organizacje rządowe. Jednak będą to robiły na znacznie mniejszą skalę.

Nasz raport pokazuje, że prywatny rynek fuzji jądrowej, bez rozgłosu, szybko przybliża nas do chwili rozpoczęcia komercyjnego dostarczania energii z reaktorów termojądrowych, mówi Melanie Windridge z FIA. Jej zdaniem pierwsze prywatne reaktory termojądrowe zaczną działać w latach 30., a w kolejnej dekadzie dostarczą energię na zasadach komercyjnych.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Popłynąć może w każdej chwili - jeśli ktoś uważa że racjonalne jest wydanie kilkudziesięciu mld na inwestycje i stałe dopłacanie po parę mld rocznie do tego prądu :)
To oczywiście jest fajna energia ale na razie współczynnik całkowitego zysku (a nie zysku w komorze reaktora) jest daleki od 1.
A żeby się zwróciła inwestycja to jest potrzeba żeby przekroczył 2.
Więc jeżeli ktoś uważa że opłaca się sprzedać prąd załóżmy za 1 mld rocznie, zasilając elektrownię termojądrową za 2 mld rocznie, plus robiąc inwestycje za 10 mld na początek to jest albo idealistą albo doskonale wie że to się wywali ale obecna mądrość etapu nakazuje pozbyć się atomówek i kupić gaz od ruskich.
To się może opłacić przy dopłatach - dla właściciela i inwestorów :)  ale nie dla planety :D jak trzeba będzie obok termojądrówki wybudować elektrownię węglową żeby zasilić tę termojądrową :)

W dniu 28.10.2021 o 14:16, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Najbardziej interesująca zaś była odpowiedź na pytanie, kiedy po raz pierwszy, gdzieś na świecie do sieci trafi prąd z elektrowni termojądrowej.

A powinno paść pytanie: kiedy to się opłaci :) bo im mniejsza skala tym powinno być mniej opłacalne.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, thikim napisał:

jak trzeba będzie obok termojądrówki wybudować elektrownię węglową żeby zasilić tę termojądrową

ale to przecież nic nowego. każda klasyczna elektrownia weglowa/atomowa itd gdzie jest generator,  jest... największym konsumentem własnej energii. Trochę jak z alternatorem w samochodzie, trzeba go wzbudzić prądem z akumulatora, a jak już ruszy to duża cześć wytworzonego prądu idzie na wytworzenie pola magnetycznego na wirniku.

więc jeśli nie będzie problemu z odprowadzeniem odpadowego ciepła, a paliwo będzie bardzo tanie to słaba efektywność nie będzie miała żadnego znaczenia 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie ma na to możliwości chyba, że jakieś homeopatyczne ilości :) Francuzi, pierwsze liga energetyki atomowej, potrzebują kilku lat na budowę nowej elektrowni w oparciu o sprawdzoną i ulepszaną od kilku dekad technologię i ustandaryzowane reaktory oraz przetarte szlaki biurokratyczne.

Zysk na produkcji prądu to jedno, ale też jest potrzebne źródło trytu do fuzji tryt+deuter. Jeżeli zaprzyjaźniony reaktor ma produkować tryt w drodze promieniowania neutronowego, to też jest potrzebne sensowne zaplecze. Rozpisywaliście się na temat fuzji niedawno, ale ostatnio tylko zerkam na KW, więc wybaczcie jeżeli doszło do powtórki albo nieszczęśliwej omyłki z mojej strony :)

On 10/28/2021 at 5:37 PM, piotr123 said:

Ciekawe jaka będzie cena tak wytworzonej energii?

Nie wiem, ale przeczuwam, że wysoka. No i możesz się nie doczekać :) Moim zdaniem powinni więcej inwestować w reaktory nuklearne czwartej generacji.

Edited by cyjanobakteria

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja przewiduję, że większość tych przedsiębiorców zbankrutuje do końca lat 30 obecnego stulecia.  

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na wszelki wypadek podeprę się autorytetem w postaci video od "former fusion scientist".
Chociaż ostatnio jak się podparłem filmem na innym wątku, to zrobił się mały meltdown :)

 

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

2040 to też jest optymizm.
https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_energy_gain_factor
czyli Q.

Cytat

On 17 August 2021, the NIF announced that in early August 2021, an experiment had achieved a Q value of 0.7, producing 1.35 MJ of energy from a fuel capsule by focusing 1.9 MJ of laser energy on the capsule. 

To osiągnięto w 2021 roku :)
A wiecie ile im zajęła poprawa z 0,67 na 0,7?  Jakieś dwadzieścia lat.

I teraz pytanie czy 1,01 wystarczy? Nie wystarczy.
Bo zanim coś zadziała trzeba wydać miliardy $ na inwestycje w postaci budowy itd. przy okazji zużywając wiele energii i surowców oraz zasilając całą elektrownię a nie tylko laser.
Więc żeby całkowity bilans był dodatni to należałoby mieć ten Q w wysokości rzędu 2. Wtedy to faktycznie będzie źródło energii zmieniające nasz świat. Do tego momentu to jest naukowa ciekawostka.
Użyjmy kalkulatora. Postęp: 0,03 na 20 lat. A brakuje 1,3.
czyli 1,3/0,03 *20 = 866 lat :)
Czyli 2021+866 = 2887 rok :)

Cały czas dziennikarze, media i nawet naukowcy mylą (chyba nawet celowo) Q całkowite z Q komory gdzie zachodzi fuzja. To drugie ma dużo większą wartość i wygląda fajniej. Tak - sama reakcja fuzji dostarcza więcej energii niż się wkłada. Tylko co z tego.
Wyprodukowano już zresztą całą masę definicji Q :D na potrzeby "nauki" i doświadczeń.
A ważne jest tylko jedno Q = całkowita ilość energii jaką bierze elektrownia do całkowitej ilości energii jaką oddaje elektrownia (w jakimś tam dłuższym czasie). Tylko to ma znaczenie w energetyce.

Jeśli coś zadziała w najbliższych latach to tylko coś dofinansowanego z zewnątrz. Na chwilę obecną jedynym rozwiązaniem są elektrownie atomowe a te wszystkie artykuły mają albo za cel finansowanie albo uspokojenie "ludu" że już za rogiem jest zbawienie - jeszcze tylko jedno wyrzeczenie i ostatnia prosta :D ( i kolejna kadencja zaliczona).
 

Edited by thikim
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym z największych problemów, z jakim stykają się specjaliści pracujący przy fuzji jądrowej, są swobodnie przyspieszające elektrony, które w końcu osiągają prędkości bliskie prędkości światła czyli stają się cząstkami relatywistycznymi. Tak szybkie elektrony uszkadzają tokamak, w których przeprowadzana jest reakcja termojądrowa.
      Naukowcy z Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) wykorzystali nowatorskie narzędzia diagnostyczne, dzięki którym są w stanie zarejestrować narodziny takich elektronów oraz liniowy i wykładniczy wzrost ich energii. Musimy być w stanie zarejestrować te elektrony przy ich początkowym poziomie energii, a nie dopiero wówczas, gdy mają maksymalną energię i przemieszczają się niemal z prędkością światła, wyjaśnia fizyk Luis Delgado-Aparicio, który stał na czele zespołu badawczego pracującego przy Madison Symmetric Torus (MST) na University of Wisconsin-Madison. Następnym krokiem będzie zoptymalizowanie sposobów na powstrzymanie tych elektronów, zanim ich liczba zacznie się lawinowo zwiększać, dodaje uczony.
      Reakcja termojądrowa czyli fuzja jądrowa, zachodzi m.in. w gwiazdach. Gdyby udało się ją opanować, mielibyśmy dostęp do niemal niewyczerpanego źródła czystej i bezpiecznej energii. Zanim jednak to się stanie, konieczne jest pokonanie kilku poważnych przeszkód.
      Dlatego też PPPL we współpracy z University of Wisconsin zainstalowało w MST specjalną kamerę, która już wcześniej sprawdziła się w tokamaku Alcator C-Mod w Massachusetts Institute of Technology. Kamera ta rejestruje nie tylko właściwości plazmy, ale również dystrybucję energii w czasie i przestrzeni. To pozwala uczonym obserwować m.in. wspomniane elektrony, które powstają przy niskich energiach.
      Badania nad superszybkimi elektronami prowadzone są w MST, gdyż urządzenie to skonstruowane jest tak, że elektrony te nie zagrażają jego pracy. Możliwości, jakimi dysponuje Luis, odnośnie zlokalizowania miejsca narodzin i początkowego liniowego wzrostu energii tych elektronów, a następnie ich śledzenia, są fascynujące. Następnym etapem będzie porównanie uzyskanych wyników z modelami komputerowymi. To pozwoli nam na lepsze zrozumienie tego zjawiska i może prowadzić w przyszłości do opracowania metod zapobiegających tworzeniu się takich elektronów, mówi profesor Carey Forest z University of Wisconsin.
      Chciałbym zebrać wszystkie doświadczenia, jakich nabyliśmy podczas pracy z MST i zastosować je w dużym tokamaku, stwierdza Delgado-Aparicio. Niewykluczone, że już wkrótce dwaj doktorzy, których mentorem jest Delgado-Aparicio, będą mogli wykorzystać te doświadczenia w Tungsten Einvironment in Steady-state Tokamak (WEST) we Francji. Chcę razem z nimi wykorzystać kamery do rejestrowania wielu różnych rzeczy, takich jak transport cząstek, ogrzewanie falami radiowymi, badanie szybkich elektronów. Chcemy dowiedzieć się, jak spowodować, by elektrony te stały się mniej szkodliwe. A to może być bardzo bezpieczny sposób pracy z nimi.
      Z Delgado-Aparicio współpracuje kilkudziesięciu specjalistów, w tym naukowcy Uniwersytetu Tokijskiego, japońskich Narodowych Instytutów Badań i Technologii Kwantowych i Radiologicznych czy eksperci ze szwajcarskiej firmy Dectris, która wytwarza różnego typu czujniki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jackson Oswalt jest oficjalnie – czego dowodzi wpis do Księgi rekordów Guinnessa 2021 – najmłodszą osobą w historii, która przeprowadziła fuzję jądrową. Mieszkaniec Memphis w stanie Tennessee dokonał tego na kilka godzin przed swoimi... 13. urodzinami.
      Osiągnięcie nastolatka zostało zweryfikowane przez Fusor.net, The Open Source Fusor Research Consortium oraz Richarda Hulla, który zajmuje się fuzją jądrową i prowadzi listę naukowców-amatorów, którzy przeprowadzili fuzję jądrową w domu.
      Jackson zainteresował się fuzją w wieku 12 lat, gdy przeczytał o niej w internecie. Zainteresowała go też postać Taylora Wilsona, samouka w dziedzinie fizyki jądrowej, który przeprowadził fuzję w wieku 14 lat. W końcu nastolatek postanowił samodzielnie zbudować fuzor. Samodzielnie zaprojektował i zbudował odpowiednie urządzenie, fuzor, i połączył w nim dwa atomy deuteru.
      Młody człowiek przyznaje, że czasami ogarniało go zwątpienie, a rodzina i przyjaciele nie do końca rozumieli, co robi i jak planuje przeprowadzić syntezę jądrowa w domu. W końcu jednak się udało i wydane na fuzor 10 000 dolarów nie poszło na marne. Dnia 19 stycznia 2018 roku na kilka godzin przed swoimi 13 urodzinami Oswalt wykorzystał napięcie 50 000 woltów i połączył dwa atomy deuteru. Kolejne miesiące zajęło mu sprawdzanie wszystkiego i potwierdzanie swojego osiągnięcia. Musiał czekać kolejne miesiące, zanim wyniki jego pracy zostały niezależnie zweryfikowane.
      Obecnie Jackson ma 15 lat i – jak sam przyznaje – nie ma już tyle czasu co kiedyś. Rozgląda się jednak za kolejnym ambitnym celem naukowym do osiągnięcia.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Massachusetts Amherst zbudowali urządzenie, które generuje prąd elektryczny z... wilgoci w powietrzu. Technologia taka może mieć w przyszłości olbrzymie znaczenie w wytwarzaniu czystej energii.
      Urządzenie to dzieło inżyniera Juna Yao i mikrobiologia Dereka Lovleya. Air-gen (air-powered generator) składa się 7-mikrometrowej warstwy proteinowych nanokabli złożonych z Geobacter sulfurreducens nałożonej na złotą elektrodę o powierzchni 25 mm2. Na warstwie nanokabli znajduje się druga elektroda o powierzchni około 1 mm2.
      Dosłownie pozyskujemy elektryczność z powietrza. Air-gen wytwarza czystą energię przez 24 godziny na dobę, mówi Lovely. Uczony od ponad 30 lat pracuje nad materiałami elektronicznymi bazującymi na strukturach biologicznych. To najbardziej niezwykłe i ekscytujące zastosowanie dla proteinowych nanokabli, jakie widziałem, stwierdził.
      Air-gen wytwarza czystą energię nawet w warunkach niskiej wilgotności, takich jakie panują na Saharze. Nie wymaga dostępu do światła, działa w pomieszczeniach.
      Urządzenie wykazuje właściwości samoładowania się. Jest ono w stanie przez 20 godzin dostarczyć napięcie rzędu 0,5 V. Po tym czasie napięcie spada do 0,35 V, jednak po odłączeniu odbiornika prądu po 5 godzinach powraca ono do poziomu 0,5 V.
      Naukowcy połączyli też wiele swoich urządzeń razem i 17 z nich dostarczyło napięcia 10 V. Były one w stanie zasilić LED lub niewielki wyświetlacz ciekłokrystaliczny.
      G. sulfurreducens została odkryta przez Dereka Lovleya. Uczony mówi,że bakteria wykorzystuje przewodzące nanokable do kontaktu z innymi mikroorganizmami i minerałami. Na przykład w glebie i osadach Geobacter dostarcza w ten sposób elektrony do mikroorganizmów produkujących metan, a te wykorzystują je do zamiany dwutlenku węgla w metan. Geobacter wykorzystuje też energię elektryczną do połączenia się z minerałami zawierającymi żelazo i korzysta z nich w podobny sposób, w jaki my korzystamy z tlenu.
      W Air-gen prąd pojawia się w dzięki gradientowi wilgotności, jaki pojawia się w nanokablowej warstwie po wystawieniu jej na wilgoć obecną w powietrzu. Kluczowa jest tu rola małej elektrody na górze urządzenia, gdyż to jej odsłonięta powierzchnia umożliwia pojawienie się gradientu. Badania wykazały też, że wraz ze wzrostem wilgotności otoczenia rośnie wytwarzana energia.
      Szczegóły wynalazku zostały opisane na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W III kwartale bieżącego roku 40% energii elektrycznej wykorzystanej w Wielkiej Brytanii pochodziło ze źródeł odnawialnych, a udział paliw kopalnych – tutaj niemal wyłącznie gazu – wyniósł 39%. Pozostałe 21% zapewniły głównie elektrownie atomowe. Zatem po raz pierwszy od czasu uruchomienia pierwszej brytyjskiej elektrowni, co miało miejsce w 1882 roku, paliwa kopalne nie były głównym źródłem energii elektrycznej. Sprawdziły się więc prognozy krajowego operatora sieci przesyłowej, National Grid, że w bieżącym roku źródła odnawialne dostarczą więcej energii niż paliwa kopalne.
      Wspomniane osiągnięcie było możliwe dzięki uruchomieniu pomiędzy lipcem a wrześniem nowych farm wiatrowych. Dzięki większym, bardziej efektywnym turbinom farmy wiatrowe stają się coraz bardziej opłacalnym przedsięwzięciem, dzięki czemu przemysł ten intensywnie się rozwija.
      Jednak w tej beczce miodu znajdziemy łyżkę dziegciu. Otóż 12% energii elektrycznej wyprodukowanej na Wyspach pochodziło z biomasy. Jest to co prawda paliwo odnawialne, ale emituje węgiel do atmosfery. Co więcej, w niektórych okolicznościach emisja z biomasy może być większa niż z paliw kopalnych. Dlatego też eksperci zalecają brytyjskiemu rządowi rezygnację z elektrowni na biomasę.
      Widać zatem, że Wielka Brytania czyni wielkie postępy w odchodzeniu od paliw kopalnych. Jeszcze 10 lat temu z paliw takich pozyskiwała 80% energii.
      Dla światowej emisji węgla do atmosfery najważniejsze jest jednak to, co dzieje się w Chinach i USA. Państwo Środka ze źródeł odnawialnych pozyskuje niemal 27% swojej energii elektrycznej, a w USA odsetek ten wynosi 18%.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...