En el camino correcto hacia la energía de fusión: El estudio de las Academias Nacionales recomienda un programa piloto de energía de fusión que se alinea con el enfoque de fusión del MIT y el proyecto SPARC

Un nuevo informe sobre el desarrollo de la fusión como fuente de energía, escrito a petición de los EE.UU.. secretario de energía, propone la adopción de una estrategia nacional de fusión que se alinee estrechamente con el rumbo trazado en los últimos años por el Centro de Ciencia y Fusión del Plasma del MIT. (PSFC) y Commonwealth Fusion Systems con financiación privada (CFS), una reciente escisión del MIT.

La tecnología de fusión ha mantenido durante mucho tiempo la promesa de producir energía segura., abundante, electricidad libre de carbono, mientras luchamos por superar los enormes desafíos de crear y aprovechar reacciones de fusión para producir una ganancia neta de energía.. Sin embargo, el informe del estudio de consenso de la Academia Nacional de Ciencias, Ingenieria, Medicina y afirma que la tecnología de fusión magnética de confinamiento (un enfoque MIT desde 1970) es ahora “suficientemente avanzada como para proponer un camino para demostrar fusión energía generada dentro de las próximas décadas.”

Se recomienda continuó U.S. la participación en el proyecto internacional de fusión ITER instalación y “un programa nacional de investigación y tecnología de vanguardia para la construcción de una planta piloto compacto que produce electricidad a partir de la fusión en el costo de capital más bajo posible acompaña.”

Ese enfoque (según el informe, que requeriría hasta $200 millones en fondos adicionales anuales durante varias décadas) aprovecha las oportunidades que presenta la nueva generación de imanes superconductores, materiales de los reactores, simuladores, y otras tecnologías relevantes. De particular énfasis por parte del comité son los avances en imanes superconductores de alta temperatura que pueden acceder a campos más altos y máquinas más pequeñas.. El informe recomienda un EE.UU.. programa para probar imanes de gran diámetro y alto campo. Se considera que permiten ciclos de aprendizaje y desarrollo más rápidos y menos costosos que experimentos extremadamente grandes como ITER., que no estará en línea hasta 2025, sin dejar de beneficiarse del conocimiento que surge de esos programas.

Este enfoque más pequeño, más rápido y más barato se materializa en el concepto de reactor SPARC., que fue desarrollado en el PSFC y constituye la base del agresivo esfuerzo del CFS para demostrar la fusión con ganancia de energía para mediados de la década de 2020 y producir diseños prácticos de reactores para principios de la década de 2030.. Este enfoque se basa en la conclusión similar de que los imanes de alto campo y alta temperatura representan una tecnología revolucionaria.. UNA $30 El programa de millones de dólares entre CFS y el MIT para demostrar los imanes superconductores de gran diámetro y alto campo está en marcha en el MIT y es un paso clave hacia un sistema compacto de energía de fusión.. A pesar de que un puñado de otras empresas de fusión con financiación privada han ofrecido plazos más o menos comparables, El informe de las Academias Nacionales no prevé que aparezcan reactores de fusión de demostración hasta el 2050 periodo de tiempo.

El informe también afirma que los fundamentos científicos del enfoque tokamak se han fortalecido durante la década anterior., dando a aumentar la confianza de que este enfoque, que es la base del ITER y SPARC, es capaz de lograr la ganancia neta de energía y formando la base para una planta de energía. En base a este aumento de la confianza, el Comité recomienda avanzar en la evolución de la tecnología para una planta de energía piloto que poner el poder de la parrilla.

“Las Academias Nacionales son una organización muy reflexivo, y son típicamente muy conservadora,”Dice Bob Mumgaard, CEO de SFC. “Nos alegra verlos enviar el mensaje de que es hora de avanzar hacia la fusión., y que compacto y económico es el camino a seguir. Creemos que el desarrollo debería ir más rápido, pero da validación a las personas que quieren afrontar el desafío y establece cosas que podemos hacer en los EE. UU.. eso conducirá a poner energía en la red”.

andres holanda, director de la recientemente formada Fusion Industry Association y miembro principal de Energía y Clima del American Security Project, señala que los autores del informe fueron encargados de crear “un informe científico de consenso que refleje las vías actuales, Y el camino actual es construir ITER y pasar por el proceso experimental allí., mientras tanto se diseña una planta piloto, MANIFESTACIÓN."

Cambiar el consenso hacia una manera más rápida de avanzar, añade Holanda, requerirá resultados experimentales de empresas como CFS. “Por eso es notable que haya empresas con financiación privada en EE. UU.. y en todo el mundo la consecución de los resultados científicos que llevará a cabo esta. Y es sin duda importante que este estudio tiene como objetivo conseguir que la comunidad científica basada en el gobierno a pensar en un plan estratégico. Debe ser visto como parte de un pistoletazo de salida para la comunidad de fusión que se unen y organizar su propio proceso “.

O, como Martin Greenwald, subdirector de la PSFC e investigador veterano de fusión, pone, “Hay una tendencia en nuestra comunidad para discutir sobre un plan de 20 años o de un plan de 30 años, but we don’t want to take our eyes off what we need to do in the next three to five years. Es posible que no tengamos consenso a largo plazo, pero necesitamos uno para saber qué hacer ahora, Y ese ha sido el mensaje constante desde que anunciamos el proyecto SPARC: involucrar a la comunidad en general y tomar la iniciativa..

“La clave para nosotros es que si la fusión va a tener un impacto en el cambio climático, necesitamos respuestas rápidamente, No podemos esperar hasta el final del siglo., y eso está impulsando el horario. El dinero privado que llega ayuda, pero la financiación pública debe comprometerse y complementarse. Cada lado tiene un papel apropiado.. Los laboratorios nacionales no construyen centrales eléctricas, y las empresas privadas no hacen investigación básica”.

Si bien se están aplicando varios enfoques a la fusión en organizaciones públicas y privadas, El informe de las Academias Nacionales se centra exclusivamente en la tecnología de confinamiento magnético.. Esto refleja el papel del informe en la respuesta del Departamento de Energía a una 2016 Solicitud del Congreso de información sobre EE.UU.. participación en ITER, un proyecto de confinamiento magnético. El comité de informe 19 expertos, quien realizó dos años de investigación, También se les encargó explorar cuestiones relacionadas con “la mejor manera de hacer avanzar las ciencias de la fusión en los EE. UU.”. y “la justificación científica y las necesidades de fortalecer las bases para hacer realidad la energía de fusión dada la posible elección de Estados Unidos”.. participación o no en el proyecto ITER”.

La publicación del informe llega en un momento de renovada actividad e interés en la energía de fusión., Con algo 20 empresas privadas que persiguen su desarrollo, aumento de la financiación en el presupuesto federal más reciente, y la formación de la Fusion Industry Association para defender a la comunidad en su conjunto.. Pero el informe advierte que “la ausencia de una estrategia de investigación a largo plazo para Estados Unidos es particularmente evidente si se compara con los planes de nuestros socios internacionales”.

Esa situación puede estar evolucionando.. “Tuvimos una reunión muy agradable de partes interesadas hace un mes y medio en DC, y hubo mucha resonancia entre las empresas privadas, la comunidad de investigación, el Departamento de Energía, y personal del Congreso de ambos partidos," dice Greenwald. “Parece que hay un impulso, aunque todavía no sabemos qué forma adoptará”. Agrega que el establecimiento de una asociación industrial es muy útil para navegar y comunicarse en Washington..

“Nos encantaría ver que el gobierno tenga un papel en cosas que impulsen a todas las empresas de fusión., como laboratorios de materiales avanzados, el proceso de extracción de calor de los reactores, fabricación aditiva, simulaciones, y otras herramientas," dice Mumgaard. “Hay muchas oportunidades de colaboración y cooperación; Cada empresa tendrá una combinación diferente de asociaciones., Incluso en el intercambio de personal como lo hacemos con el MIT”.

Fuente: news.mit.edu, por Peter Dunn