تضخ وزارة الطاقة 46 مليون دولار في ثماني شركات تقوم بتطوير محطات طاقة الاندماج النووي ، وهو حلم بعيد المنال بالنسبة للعلماء في مجال الطاقة النظيفة لأكثر من نصف قرن. الآن ، بعد اختراق علمي كبير في ديسمبر ، تهدف إدارة بايدن إلى تحقيق “عرض تجريبي على نطاق تجريبي للاندماج” على جدول زمني سريع بشكل لا يصدق “في غضون عقد”.
التمويل الذي تم الإعلان عنه أمس هو رهان كبير على ما يعتبر “الكأس المقدسة” للطاقة النظيفة. يحاكي توليد الكهرباء من محطات الطاقة النووية الطريقة التي تولد بها النجوم طاقتها الخاصة. وبينما يشعر بعض الباحثين بالتفاؤل بشأن الجدول الزمني الذي يقترحه بايدن ، يقول العديد من الخبراء إنه من المحتمل أن تمر عدة عقود قبل أن تبدأ محطات الطاقة المستقبلية هذه عبر الإنترنت.
اختارت وزارة الطاقة ثماني شركات من سبع ولايات مختلفة لهذه الجولة من التمويل. سيحصلون على التمويل على مدار 18 شهرًا. الهدف هو تصميم مصنع تجريبي للاندماج في غضون خمس إلى عشر سنوات. إنها شراكة بين القطاعين العام والخاص على غرار برنامج وكالة ناسا التي ساعدت في بدء صناعة الفضاء التجارية.
“من الواضح أن إدارة بايدن ترى إمكانات هائلة في الاندماج”.
قالت وزيرة الطاقة جينيفر جرانهولم خلال إعلان بالفيديو وحلقة نقاش أمس: “من الواضح أن إدارة بايدن ترى إمكانات هائلة في الاندماج ، وتسخير قوة الشمس والنجوم هنا على الأرض لتوفير طاقة نظيفة ووفرة وموثوقة وبأسعار معقولة”. .
على عكس النووية اليوم الانشطار النووي محطات توليد الطاقة ، التي تقسم الذرات لتوليد الطاقة ، سيجبر مفاعل الاندماج الذرات الأخف معًا على تكوين ذرات أثقل. تولد كلتا الاستراتيجيتين طاقة خالية من الكربون ، لكن الاندماج يتجنب النفايات المشعة السيئة التي يتركها الانشطار وراءه.
يتطلب دمج الذرات معًا حرارة وضغطًا شديدين ، وهذا هو سبب صعوبة تحقيق العلماء في المختبر. حتى وقت قريب ، لم يكن الباحثون قادرين على إطلاق تفاعل الاندماج الذي حقق مكاسب صافية للطاقة – مما يعني أنه ينتج طاقة أكثر من الطاقة التي استهلكها لبدء التفاعل في المقام الأول.
عندما حقق العلماء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا أخيرًا صافي مكاسب الطاقة ، والذي يُطلق عليه أيضًا اشتعال الاندماج ، في ديسمبر 2022 ، كان ذلك علامة فارقة. “أظهر هذا أن الاندماج هو مصدر محتمل للطاقة النظيفة للبشرية وأن علم الاندماج قد وصل إلى مستوى من النضج لدعم فرضية تلك الرؤية لتسريع الجهود في التطوير الهندسي لمصنع تجريبي للاندماج” ، قالت وزارة الطاقة في تقريرها بيان صحفي.
لا يزال هناك طريق طويل حقًا للوصول إلى مصنع تجريبي. سيتعين على كل من الشركات التي منحتها وزارة الطاقة أن تُظهر أن تقنيتها يمكنها بالمثل تحقيق مكاسب صافية من الطاقة ومن ثم تكون قادرة على الحفاظ على تفاعل الاندماج لفترة كافية لتوليد كمية مفيدة من الكهرباء. بعد ذلك ، يمكن للصناعة المزدهرة الانتقال إلى تصميم مفاعلات على نطاق تجاري وبناء سلسلة التوريد لوقود الاندماج (عادةً نظائر الهيدروجين).
اختارت وزارة الطاقة مجموعة متنوعة من التقنيات لتمويلها. تتضمن إحدى التقنيات الأكثر تقدمًا استخدام جهاز يسمى توكاماك لحصر البلازما الساخنة وقوة الذرات معًا. شركة توكاماك إنيرجي التي يقع مقرها في ولاية فرجينيا الغربية هي واحدة من اثنين من الحاصلين على جوائز يسلكون هذا الطريق. لكن وزارة الطاقة اختارت أيضًا تمويل الشركات التي تعمل على تقنيات أقل نضجًا. قال جرانهولم خلال الحدث أمس: “هدفنا النهائي هو أن ترقى أقوى الحلول إلى القمة”.
سيتعين على الشركات المختارة إثبات أنها وصلت إلى مراحل متفق عليها بشكل متبادل من أجل الحصول على تعويض من وزارة الطاقة خلال فترة التمويل الأولية البالغة 18 شهرًا. يمكن أن يكونوا مؤهلين للحصول على المزيد من الأموال الفيدرالية على مدى السنوات الخمس المقبلة ، في انتظار موافقة الكونجرس على الميزانية. سمح قانون الطاقة لعام 2020 وقانون CHIPS والعلوم لعام 2022 بمبلغ 415 مليون دولار لأبحاث الاندماج والتطوير ، لكن المبادرة لم يتم تمويلها بالكامل حتى الآن.
“هذا الجهد ، الذي يحاكي النجاح الذي حققته وكالة ناسا في تعزيز الجهود التجارية الخاصة لرحلات الفضاء ، هو وسيلة رائعة لتقاسم المخاطر والمكافآت بين القطاعين العام والخاص لصالح الجميع ،” فيل لاروشيل ، الشريك في مؤسسة بيل جيتس للمناخ وقالت شركة الاستثمار Breakthrough Energy Ventures خلال حدث وزارة الطاقة أمس.
يواجه الفائزون أيضًا منافسة شديدة من الشركات الناشئة الأخرى. هناك أكثر من 30 شركة اندماج اليوم ، وقد تم تأسيس معظمها في الولايات المتحدة على مدار العقد الماضي ، وفقًا لصحيفة حقائق البيت الأبيض. وقعت شركة مقرها ولاية واشنطن تدعى Helion ، والتي لم يتم اختيارها لجولة التمويل هذه ، صفقة مع Microsoft هذا الشهر لتزويد طاقة نظيفة من محطة طاقة اندماجية تأمل في تطويرها بحلول عام 2028.
هذا جدول زمني صارم للغاية لإنجاز عمل فذ تفوق على الباحثين لجزء أفضل من قرن. تقول إدارة بايدن إن التحرك بسرعة في الاندماج يمكن أن يساعد في معالجة تغير المناخ. لكن هذا لا يزال بعيد المنال. تعهدت الولايات المتحدة بخفض انبعاثاتها المسببة للاحتباس الحراري في نصف هذا العقد بموجب اتفاقية باريس للمناخ. وعلى الرغم من أن مصادر الطاقة المتجددة ذات الأسعار المعقولة جاهزة للنشر اليوم ، فإن محطات توليد الطاقة الاندماجية لن تكون قريبة من الاستعداد لتحقيق هذا الهدف.
اكتشاف المزيد من مجلة الإبداع
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
