Gubernator Wirginii i inni urzędnicy potwierdzili kilka dni temu, że stan ma plan na pierwszą na świecie elektrownię jądrową. Commonwealth Fusion Systems (CFS) ogłosiło, że zbuduje 400-MW obiekt fuzyjny na 100-akrowym terenie w James River Industrial Park w hrabstwie Chesterfield. Trzeba jednak podkreślić, że technologia nie jest jeszcze możliwa do wykorzystania.

W ramach porozumienia z władzami stanu Commonwealth Fusion Systems zawarło umowę z Dominion Energy Virginia w celu zapewnienia współpracy niefinansowej, w tym rozwoju i ekspertyzy technicznej, a także praw do dzierżawy proponowanej lokalizacji. Dominion Energy Virginia jest obecnie właścicielem proponowanej lokalizacji. To efekt akcji CFS, które prowadziło globalne poszukiwania lokalizacji dla swojej pierwszej komercyjnej elektrowni fuzyjnej, znanej jako ARC, którą firma będzie budować i obsługiwać.

„To historyczny moment. Na początku lat 30. XXI wieku wszystkie oczy będą zwrócone na region Richmond, a dokładniej hrabstwo Chesterfield w Wirginii, jako miejsce narodzin komercyjnej energii fuzyjnej” — powiedział Bob Mumgaard, dyrektor generalny i współzałożyciel Commonwealth Fusion Systems cytowany przez serwis https://www.powermag.com. „Wirginia stała się silnym partnerem, ponieważ zamierzają wdrożyć innowacyjne rozwiązania zarówno w zakresie niezawodnej energii elektrycznej, jak i czystych form zasilania. Z przyjemnością współpracujemy z Dominion Energy”.

Wielkie oczekiwania

Nowa elektrownia fuzyjna ARC wesprze rozwój gospodarczy i transformację energetyczną Wirginii. Oczekuje się, że projekt wygeneruje miliardy dolarów w rozwoju gospodarczym regionu i stworzy setki miejsc pracy podczas budowy i długoterminowej eksploatacji elektrowni. ARC wygeneruje około 400 megawatów energii elektrycznej — wystarczająco dużo energii, aby zasilić duże obiekty przemysłowe lub około 150 000 domów.

CFS kończy obecnie prace nad swoją demonstracyjną maszyną fuzyjną SPARC w Devens w stanie Massachusetts. SPARC ma wytworzyć pierwszą porcję plazmy w 2026 r., a wkrótce potem wytwarzać energię netto z fuzji. Gotowa ARC ma dostarczać energię do sieci na początku lat 30. XXI wieku.

Commonwealth Fusion Systems jest największą prywatną firmą prowadzącą badania nad fuzją termojądrową. Firma zebrała ponad 2 miliardy dolarów kapitału od momentu założenia w 2018 r.

Fuzja termojądrowa to proces, w którym jądra lekkich atomów łączą się ze sobą, tworząc cięższe jądro i uwalniając przy tym ogromne ilości energii. To zjawisko jest naturalnie we wnętrzach gwiazd, w tym Słońca. Do fuzji wykorzystuje się zazwyczaj izotopy wodoru, takie jak deuter i tryt. Jednak aby jądra mogły się połączyć, muszą poruszać się z bardzo dużą prędkością, co wymaga ekstremalnie wysokich temperatur – rzędu milionów stopni Celsjusza. W takich warunkach materia przechodzi w stan plazmy, a kiedy jądra zderzają się z odpowiednią energią, mogą się łączyć, tworząc cięższe jądro (np. hel) i uwalniając energię.

Najważniejszy jest tokamak

Maszyny, w których ma dochodzić do tego procesu, zwane tokamakiem, będą używać silnych magnesów do ograniczania i kontrolowania wysoce energetycznej chmury jonów i elektronów zwanej plazmą. Tokamak będzie podgrzewał plazmę do temperatury ponad 100 milionów stopni Celsjusza wewnątrz naczynia próżniowego w kształcie pączka, odtwarzając źródło energii słonecznej na Ziemi. Wytworzona moc jest przesyłana przez materiały i na zewnątrz maszyny, aby wytworzyć parę, a następnie elektryczność.

Zalety fuzji jądrowej

Fuzja jest tak wyjątkowa przede wszystkim dlatego, że jest praktycznie niewyczerpalnym źródłem energii. Paliwo do reakcji fuzji można pozyskać z wody morskiej, a jej zasoby są niemal nieskończone. Po drugie, fuzja jest niezwykle czysta. W przeciwieństwie do tradycyjnych elektrowni, reaktory fuzyjne nie emitują szkodliwych gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla. Po trzecie, jest niezwykle wydajna. Z niewielkiej ilości paliwa można uzyskać ogromne ilości energii, co czyni ją niezwykle atrakcyjną alternatywą dla paliw kopalnych. Dodatkowo, odpady powstające w procesie fuzji są radioaktywne krótkotrwale i łatwe do usunięcia.

Czekanie na konkrety

Niestety, dziś całość technologii nie jest jeszcze opanowana. Wyzwań jest kilka. Stworzenie i utrzymanie tak ekstremalnych warunków, by zaszła fuzja jest niezwykle trudne. Także utrzymanie stabilnej reakcji fuzji przez dłuższy czas jest wyzwaniem. A obecnie energia potrzebna do uruchomienia i utrzymania reakcji jest większa niż energia uzyskiwana z samego procesu, czyli nie ma efektu "energii netto". Jednak przedstawiciele Commonwealth Fusion Systems, twierdzą, że już po roku 2026 produkcja energii w ten sposób będzie opłacalna.