DOE otorga $ 46 millones a 8 empresas para apoyar el desarrollo de energía de fusión comercial

El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) anunció $46 millones en financiamiento (DE-FOA-0002809) para ocho empresas que avanzan en diseños e investigación y desarrollo para plantas de energía de fusión. Estos adjudicatarios trabajarán para lograr importantes hitos técnicos y de comercialización para avanzar en el diseño exitoso de una planta piloto de fusión (FPP) para llevar la fusión hacia la viabilidad técnica y comercial.

Esta financiación proviene del Programa de desarrollo de fusión basado en hitos.

Dentro de cinco a 10 años, los ocho ganadores resolverán desafíos científicos y tecnológicos para crear diseños para una planta piloto de fusión que ayudará a llevar la fusión a la viabilidad técnica y comercial.

Este programa se inspiró parcialmente en el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio que ayudó a permitir el lanzamiento espacial comercial.

Los premiados son:

Commonwealth Fusion Systems (Cambridge, MA). Energía de fusión comercial en una escala de tiempo decenal con la planta de energía ARC compacta de alto campo.

Durante los primeros 18 meses del programa del DOE, los hitos de CFS se centran en su dispositivo de fusión de energía neta comercialmente relevante, llamado SPARC. SPARC utiliza tecnología de imanes superconductores de alta temperatura para demostrar que la fusión puede funcionar como fuente de energía comercial por primera vez en la historia a una escala compacta y rentable. SPARC demostrará la energía neta (Q>1) y allanará el camino para la preparación del diseño de la planta de energía. Mostrará tanto la física del plasma como muchas de las tecnologías y datos necesarios para la planta de energía de fusión de la compañía, llamada ARC.

Focused Energy Inc. (Austin, TX). Energía de fusión inercial con encendido rápido de protones de alta ganancia. Un objetivo de encendido rápido es una estructura cuidadosamente compuesta diseñada para permitir una compresión robusta del combustible a altas densidades al tiempo que permite la creación de un segundo haz de iones generado por láser para desencadenar reacciones de fusión en el combustible.

Princeton Stellarators Inc. (Branchburg, Nueva Jersey). Planta piloto Stellarator Fusion habilitada por matriz de bobinas de conformación plana. La tecnología stellarator patentada de PSI utiliza matrices de imanes planos, lo que elimina las bobinas de campo magnético tridimensionales prohibitivamente complejas requeridas en todas las demás arquitecturas stellarator propuestas.

Realta Fusion Inc. (Madison, WI). El espejo asimétrico de alto campo en un camino más rápido hacia la energía de fusión. Realta, creada a partir de un proyecto financiado por ARPA-e de $ 10 millones en la Universidad de Wisconsin-Madison, tiene como objetivo el calor y la energía industrial como una aplicación temprana para su tecnología de fusión en la que la capacidad de operar en una amplia gama de escalas es un ventaja significativa. El espejo magnético compacto de Realta producirá energía neta a escalas más pequeñas que los sistemas toroidales de la competencia y tiene el potencial de ser un generador menos complejo y de menor costo de calor y energía sin carbono.

Tokamak Energy Inc. (Bruceton Mills, Virginia Occidental). ST-E1 Revisión preliminar del diseño de una planta piloto de fusión. Tokamak Energy es la primera empresa privada de fusión en alcanzar una temperatura de iones de plasma de 100 millones de grados Celsius en su tokamak ST40, el umbral para la fusión comercial. ST40 también logró el producto triple más alto de una empresa privada. El producto triple es una medida industrial ampliamente reconocida de densidad de plasma, temperatura y confinamiento, colectivamente una medida clave de progreso en el camino hacia la realización de condiciones de fusión comercial.

Grupo de energía tipo uno (Madison, WI). El camino de Stellarator de alto campo hacia la energía de fusión comercial. El programa de comercialización FusionDirect de la compañía aprovecha los avances recientes para buscar un camino hacia la energía de fusión con el menor riesgo y el menor tiempo posible. Las mejoras en el rendimiento de la fusión de stellarator y la ciencia del plasma funcionan junto con las innovaciones técnicas en la tecnología de imanes superconductores de alta temperatura (HTS) y la fabricación avanzada.

Xcimer Energy Inc. (Redwood City, CA). Planta Piloto IFE con Excimer Driver de Bajo Costo y Alta Energía y el Concepto HYLIFE. La fusión por confinamiento inercial con láser es el único enfoque de fusión que ha alcanzado el punto de equilibrio científico, logrado en diciembre de 2022 en la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. El equipo de Xcimer aprovechará este logro y el progreso significativo realizado por la comunidad de fusión láser para avanzar en IFE.

La tecnología de Xcimer está habilitada por innovaciones pioneras originalmente para aplicaciones de seguridad nacional, que reducen significativamente el costo del sistema láser convencionalmente considerado el componente más costoso de una planta de energía IFE. Un láser de bajo costo permite la producción económica de energías láser de decenas de megajulios, lo que permite escalar directamente el mecanismo de encendido del punto de acceso probado en el NIF a cápsulas de combustible más grandes, más confiables y de mayor rendimiento.

La mayor producción de energía de las cápsulas más grandes permite el funcionamiento de una planta de energía a una tasa de repetición de menos de un disparo por segundo, lo que reduce significativamente el riesgo de ingeniería en relación con otros conceptos de IFE. Juntas, estas innovaciones permiten la adopción del concepto de cámara HYLIFE bien estudiado desarrollado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, que permite una vida útil de la instalación de 30 años sin el reemplazo de la primera pared y los desafíos de I + D de generación de desechos y ciencia de materiales que lo acompañan.

Zap Energy Inc. (Everett, WA). Desarrollo de un Diseño de Planta Piloto de Fusión Basado en un Z Pinch Estabilizado por Flujo Cortado. La fusión Z-pinch estabilizada por flujo cizallado no requiere imanes, criogenia ni láseres de alta potencia. Zap Energy confina el plasma usando el campo magnético generado por una poderosa corriente eléctrica en el plasma (Z-pinch) en lugar de usar imanes externos.

Si bien la fusión Z-pinch se probó ya en la década de 1950, los investigadores se vieron frustrados por la rapidez con que se apagaron los plasmas. Zap Energy resuelve ese problema a través de la estabilización de flujo cizallado, una innovación de la física del plasma que teóricamente puede extender la vida útil de un plasma pellizcado en Z casi indefinidamente.

La financiación total de $46 millones es para los primeros 18 meses, con fondos provenientes de los años fiscales 2022 y 2023. Los proyectos pueden tener una duración de hasta cinco años, y la financiación del año siguiente depende de las asignaciones del Congreso, y la participación continua de los equipos depende de la aprobación satisfactoria. avances en el cumplimiento de los hitos negociados.

Publicado el 04 de junio de 2023 en Fusión, Antecedentes del mercado, Nuclear | Enlace permanente | Comentarios (1)