Екип от изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT) проучи икономическите предизвикателства, свързани с термоядрената енергия и разработи рамка, която да я направи икономически осъществима. Рамката не е обвързана с конкретна технология и отчита физическите ресурси, необходими за изграждането и експлоатацията на термоядрена електроцентрала, която да бъде конкурентоспособна на енергийните пазари.
Термоядреният синтез се счита за бъдещето на енергетиката – той е екологично чист, изобилен и евтин. По принцип той има за цел да възпроизведе реакциите, които протичат в звездите, където водородът в състояние на плазма с висока температура се слива, за да образува хелий и освобождава огромни количества топлина, без никакви въглеродни емисии или радиоактивни отпадъци като страничен продукт.През 2022 година инсталацията „National Ignition Facility“ в Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ (LLNL) постигна положителен енергиен прираст с устройство за термоядрена енергия – първият такъв успех за този подход. Финансиране както от правителството, така и от частни инвеститори се влива в сектора, а стартиращи компании и национални лаборатории работят за превръщането на термоядрената енергия в реалност. Изследователите от MIT Денис Уайт и Андрю Ло обаче не смятат, че това е достатъчно, за да се превърне термоядрената енергия в търговски успех.
Денис Уайт, професор по ядрени науки и инженерство в MIT е и съосновател на Commonwealth Fusion Systems – компания, създадена като спин-оф на MIT и световен лидер в индустрията за термоядрена енергия. Заедно с Ло Уайт е съосновател и на Rutherford Energy Ventures – консултантска компания, която работи с Националната лаборатория „Оук Ридж“ за създаване на консорциум за изследвания в областта на термоядрената енергия.
Въпреки че съществуват множество подходи за изграждане на съоръжение за термоядрен синтез, Уайт и колегите му считат, че в крайна сметка съоръжението трябва да бъде в състояние да генерира повече пари, отколкото са вложени в изграждането и експлоатацията му, в противен случай то няма да просъществува дълго. Това важи независимо от технологичния подход за генериране и поддържане на плазмата или от размера на реактора.
Графично представяне на икономическата рамка за термоядрен синтез
Изследователите в областта на термоядрената енергия често са наясно с разходите за своите експерименти, но Уайт и Ло посочват, че отчитането на всички разходи трябва да се извършва възможно най-стриктно.
„Става дума за всичко, което е свързано с набирането, разпределянето и изразходването на средства в такъв мащаб. Ако искаме тази технология наистина да има значение за световната икономика, трябва да започнем да бъдем откровени пред себе си по тези въпроси.“
обясни Уайт в прессъобщениеИзследователите са се вдъхновили от критерия на Лоусън, който помага при изчисляването на „плазменото Q“ – съотношението между произведената термоядрена енергия и външната енергия, необходима за поддържане на реакцията. Изведен през 50-те години на миналия век, критерият на Лоусън описва комбинациите от температура, плътност на плазмата и задържане на енергията, необходими за получаване на нетна енергия от термоядрената плазма.
Рамката, предложена от Уайт и Ло прилича повече на икономически Q-коефициент за термоядрената енергия, като сравнява спечелените средства с изразходваните. Сред 10-те параметъра, включени в рамката са инженерни характеристики като плътност на мощността, ефективност на преобразуването на термоядрената енергия, издръжливост на компонентите, както и параметри, свързани с разходите и пазара, отнасящи се до капитала. Тъй като все повече финансиране се насочва към термоядрената енергия, учените от MIT считат, че сега е моментът да се оцени икономическата жизнеспособност. Те очакват да възникнат несигурности и предизвикателства, докато термоядрената енергия се опитва да постигне търговски успех и тяхната рамка ще помогне на хората да количествено оценят работата си.
„Когато разполагаш с рамка, която позволява количествена оценка, тя ти дава представа за реалната полза от вземането на конкретно проектно решение. Това ми се струва абсолютно решаващо в този етап от развитието на термоядрената енергия и е именно това, което ни е липсвало.“
заключи УайтРамката е публикувана в списанието The Journal of Fusion Energy.