Spoločnosť Google v pondelok oznámila investíciu do fúznej energie. Ide o najväčšiu zmluvu o kúpe energie z jadrovej fúzie v histórii.
Vizualizácia tokamaku SPARC, zariadenia na vytváranie a udržiavanie kontrolovanej jadrovej fúzie. Zdroj: CFS
Vzostup digitalizácie, automatizácie a inteligentných technológií v priemysle (priemysel 4.0), hospodársky rast, elektrické vozidlá, klimatizácia a nové počítačové technológie, ako je umelá inteligencia, spotrebúvajú obrovské množstvo energie. Podľa analytikov z americkej spoločnosti McKinsey & Company sa bude spotreba elektrickej energie zvyšovať závratným tempom. Do roku 2050 sa má zvýšiť približne 2,5-násobne. Ľudstvo tak nepochybne potrebuje nové a inovatívne zdroje energie, ktoré dokážu pokryť tento dopyt.
Krok týmto smerom podnikla spoločnosť Google, ktorá investovala do fúznej energie. Google možno v tomto ohľade považovať za priekopníka, no pravdou je aj to, že má na to dostatok financií. Najnovšie spoločnosť Google podpísala najväčšiu zmluvu o kúpe energie z jadrovej fúzie v histórii.
Investícia do jadrovej fúzie
V pondelok Google oznámil investíciu do spoločnosti Commonwealth Fusion Systems (CFS) s hlavným sídlom v americkom Massachusetts, ktorá patrí medzi lídrov na trhu. CFS vyvíja komerčné fúzne reaktory, ktoré plánuje spustiť okolo roku 2030. „Sme nadšení, že môžeme byť partnerom spoločnosti CFS a rozšíriť túto technológiu. Fúzia je taká dôležitá a taká prelomová, že by mohla byť prospešná pre celý svet,“ uviedol Michael Terrell, vedúci oddelenia modernej energetiky spoločnosti Google.
Je to už druhá investícia Googlu do CFS. Prvú spoločnosť realizovala v roku 2021 spolu s ďalšími investormi. Okrem tejto investície si Google objednal odber 200 MW elektrickej energie z plánovanej prvej komerčnej elektrárne CFS s názvom ARC. Spoločnosť ju buduje v Chesterfield County vo Virgínii.
Reaktor typu tokamak
CFS vyvíja reaktor typu tokamak, ktorý pomenovali SPARC. „Je navrhnutý tak, aby v roku 2027 dosiahol kľúčový míľnik v oblasti jadrovej fúzie, ktorý sa nazýva čistá energia jadrovej fúzie a vo vedeckých kruhoch sa označuje ako Q>1. Znamená to, že sa jadrovou fúziou vyrobí viac energie, ako je potrebné na spustenie a udržanie procesu. Očakávame, že SPARC bude prvou komerčne relevantnou demonštráciou Q>1,“ píše CFS vo svojom vyhlásení.
Čo je tokamak?
Tokamak je zariadenie, ktoré slúži na vytváranie a udržiavanie kontrolovanej jadrovej fúzie, teda rovnakého procesu, ktorý prebieha vnútri Slnka. Tokamak má tvar prstenca (toroidu), ktorý pripomína nafúknutú pneumatiku alebo americkú šišku donut. V prstenci cirkuluje plazma, čo je horúci ionizovaný plyn. Cieľom tokamaku je získať energiu fúziou ľahkých atómových jadier (najčastejšie izotopov vodíka – deutéria a trícia). Najvýkonnejšie tokamaky na svete sú:
- ITER – najväčší tokamak na svete, ktorý sa stavia vo Francúzsku v rámci medzinárodného projektu,
- JET – doteraz najvýkonnejší tokamak zo Spojeného kráľovstva,
- EAST – čínsky tokamak, ktorý najdlhšie udržal plazmu pri vysokej teplote,
- KSTAR – kórejský tokamak, ktorý patrí medzi najpokročilejšie fúzne experimentálne reaktory na svete.
Fungovanie tokamaku SPARC vysvetľuje spoluzakladateľ spoločnosti CFS a CEO Bob Mumgaard vo videu nižšie. Najprv sa vodíkové palivo (zmes deutéria a trícia) zohreje na extrémne vysokú teplotu, čím vznikne plazma. CFS plánuje plazmu udržiavať v priestore pomocou výkonných supravodivých magnetov, ktoré vytvoria magnetické pole okolo toroidného priestoru. Keď je plazma dostatočne horúca, jadrá deutéria a trícia sa spoja. Vytvorí sa jadro hélia a uvoľní sa veľké množstvo energie (vo forme rýchlych neutrónov). Neutróny z fúzie sa absorbujú v materiáli okolo magnetického poľa, ktoré spoločnosť CFS označuje blanket. Ide o akýsi obal z roztavenej soli (molten salt). Tento horúci materiál následne zohrieva vodu na bod varu. Získaná vodná para sa využije na výrobu elektrickej energie.
Spoločnosti Google a CFS oznámili strategickú dohodu o výrobe energie z jadrovej syntézy s výkonom 200 MW. ZdroJ Youtube/Commonwealth Fusion Systems
Pozrite si
Princíp termonukleárnej jadrovej fúzie
Princíp termonukleárnej fúzie opísal v jednom z predchádzajúcich článkov na našom portáli fyzik Vladimír Slugeň: „Termonukleárna fúzia je proces, pri ktorom sa zlučujú jadrá atómov ľahších prvkov, vznikajú ťažšie jadrá a uvoľňuje sa veľké množstvo energie, ktoré je úmerné rozdielu pokojových hmotností jadier pred zlúčením a po ňom. Na jej dosiahnutie je potrebné, aby sa reagujúce jadrá priblížili k sebe natoľko, že príťažlivá jadrová sila prevládne nad elektrickou odpudivou silou (jadrá atómov sú nabité kladne).“
„Aby častice prekonali odpudivú elektrickú silu, musia sa vzájomne zrážať veľkou rýchlosťou. Najefektívnejší spôsob, ako to dosiahnuť, je ohriatie paliva na veľmi vysokú teplotu. V pozemských podmienkach je z hľadiska energetického využitia najvhodnejšia reakcia deutéria a trícia. Pri tejto reakcii vzniká hélium a neutrón. Spomenutá reakcia je vhodná najmä kvôli najnižšej potrebnej zápalnej teplote zo všetkých vhodných termonukleárnych reakcií. Ide o teplotu na úrovni stoviek miliónov stupňov Celzia.“
Aké sú výhody?
Fúzne reaktory by mali dodávať energiu 24 hodín denne sedem dní v týždni bez ohľadu na denné alebo sezónne zmeny počasia. Celý proces je bezemisný, bez znečisťujúcich látok a skleníkových plynov.
Jadrová fúzia je bezpečná. Je aj flexibilná, čo znamená, že elektrárne možno umiestniť tam, kde je vysoký dopyt po energii, čím sa minimalizuje potreba nových prenosových vedení.
Je škálovateľná a cenovo dostupná, budovaná modulárnym a opakovateľným spôsobom, ktorý výrazne znižuje náklady na kľúčové komponenty.
Výhodou je aj dostupné palivo, ktoré umožňuje dlhodobú energetickú bezpečnosť nezávislú od zložitých globálnych dodávateľských reťazcov.
(zh)
