Tokamak Energy CEO, 핵융합의 미래를 전망하다

로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 과학자들이 순 에너지 이득으로 핵융합 반응을 달성했다는 에너지부의 발표를 포함하여 핵융합의 발전에 관한 모든 최근 뉴스와 함께 최근에 Tokamak Energy의 CEO인 Chris Kelsall을 인터뷰할 기회가 생겼습니다. , 우연히 보였다.

금요일 이메일에서 Kelsall은 DOE 발표를 "인상적인 결과"라고 불렀습니다. 우리는 화석 연료를 단계적으로 제거하고 핵융합을 전 세계 에너지 수요에 대해 전 세계적으로 사용 가능한 솔루션으로 만들기 위해 시간과의 경쟁을 벌이고 있습니다. 더 많은 민간 및 공공 투자가 융합 기술로 유입됨에 따라 이러한 성격의 발전은 업계에 큰 도움이 됩니다.”

DOE 발표 전에 진행된 인터뷰에서 Kelsall은 지난주 Livermore가 보고한 것과 같은 한계 순 에너지 이득(3.15메가줄의 입력에서 2.05메가줄의 에너지 출력)은 그 크기의 일부에 불과하다고 지적했습니다. 융합 기술을 진정으로 확장 가능하게 만들기 위해 궁극적으로 달성해야 하는 순 에너지 이득의

"이것은 순 에너지 이득을 증명하는 것만이 아닙니다."라고 그는 말했습니다. “과학자들은 그것을 25보다 큰 Q라고 부릅니다. 그것은 상용 핵융합 에너지의 충분 조건이 아닙니다. 사실, 우리는 적어도 XNUMX보다 큰 Q에 도달해야 합니다. "우리는 가정과 산업에 지속적인 에너지원을 제공하기 위해 최적의 상업적 융합을 위해 XNUMX의 Q를 목표로 하고 있습니다."

Kelsall은 회사가 2030년대 초까지 깨끗하고 그리드 준비가 된 전력을 시연하는 길에 있다고 말합니다. “구형 토카막은 전 세계적으로 배치될 소형 발전소에서 비용 효율적인 핵융합 에너지 경로에 상당한 효율성 이점이 있습니다. 당사의 기술은 강한 자기장을 사용하여 지속적인 전력 출력을 제공하는 구형 토카막에 플라즈마(융합 연료)를 포함합니다. 이제 우리는 ST80-HTS 첨단 프로토타입 융합 장치와 파일럿 플랜트인 ST-E1에 대한 중요한 노하우를 개발하는 데 집중하고 있으며 모두에게 깨끗하고 안전하며 저렴한 융합을 제공하기 위해 노력하고 있습니다.”

옥스퍼드 남쪽과 ​​런던 서쪽에 위치한 Milton Park에 기반을 둔 Tokamak Energy는 2009년에 설립되었습니다. “이 연구실은 옥스퍼드 대학과 제휴하고 있으며 수십 년 전으로 거슬러 올라가는 융합 기술 조사에 꽤 오랜 혈통을 가지고 있습니다. 그래서 우리는 약 13살입니다. 몇 년 전까지만 해도 우리는 수십 명에 불과했습니다. 이제 직원 수는 230명이 넘고 20개국 이상의 직원, 다양한 유형의 물리학자, 다양한 유형의 엔지니어가 있습니다.”

Tokamak Energy의 비즈니스는 두 가지 핵심 기술을 중심으로 합니다. 회사가 만든 독특한 구형 Tokamak 봉쇄 시스템; 그리고 그 기능의 필수적인 부분인 고온 초전도(HTS) 자석. "토카막"이라는 단어는 "자기 코일이 있는 토로이달 챔버"라는 러시아어 약어에서 파생되었습니다. 그것은 가장 간단한 용어로 태양과 다른 모든 별 내에서 발생하는 플라즈마 융합을 시뮬레이션하는 핵 반응의 생성 및 억제를 위해 설계된 장치입니다.

초전도 자석은 태양의 거대한 중력장을 시뮬레이션하고 플라즈마를 가두도록 설계되었습니다. 플라즈마는 고체, 액체, 기체가 아닌 물질의 네 번째 상태인 전하를 띤 플라즈마를 형성할 때까지 기체 수소 연료를 과열시켜 생성됩니다. 그 결과 발생하는 핵융합 반응은 현재의 핵분열 기술에서 흔히 발생하는 장기 고준위 폐기물 또는 관련 폐기 문제를 나타내지 않는 작은 방사능 신호만 생성합니다.

기본 토카막 기술에 대한 연구는 1960년대 링 도넛과 유사한 봉쇄 모듈을 사용하여 처음 시작되었습니다. Tokamak Energy는 코어가 있는 사과와 유사한 모양이 구형인 수정된 버전을 사용합니다. 이 회사의 현재 목표는 500년대 중반까지 그리드에 각각 2030메가와트를 공급할 수 있는 소규모 발전소를 배치하는 것입니다.

Kelsall은 최소한의 방사능, 폐기물 및 폐기 문제와 결합된 "한두 개의 축구장 크기"의 작은 발자국이 인구 및 산업 중심지 또는 그 근처에 식물을 배치할 수 있게 하여 비용과 시간을 크게 줄일 것이라고 말했습니다. 큰 전기 전송 인프라를 구축해야 할 필요성과 관련된 시차.

당연히 Kelsall은 전력 시장을 융합 에너지에 대한 가장 큰 시장 기회이자 필요성으로 보고 있습니다. "우리는 기후 목표를 달성하기 위해 세계가 대규모로 전기화되어야 한다는 것을 알고 있습니다."라고 그는 말합니다. “미래의 그리드도 크게 성장해야 합니다. 따라서 우리는 핵융합을 위한 총 접근 가능한 시장 기회의 약 60%를 나타내는 전력 시장을 봅니다.”

철강, 화학, 시멘트 등과 같이 저감하기 어려운 산업 부문의 탈탄소화는 융합의 두 번째로 큰 잠재적 보상입니다. Kelsall은 "종종 간과되지만 매우 중요합니다."라고 말합니다. "열병합 발전 기회와 함께 목표 글로벌 시장의 30%를 차지할 것으로 보고 있습니다."

그러나 재생 에너지, 풍력 및 태양열은 어떻습니까? Kelsall은 "재생 에너지가 여전히 매우 중요하다고 생각하지만, 우리가 가진 문제는 재생 에너지만으로는 전 세계적으로 필요한 목표를 달성할 수 없다는 것입니다."라고 대답합니다. “이것은 단지 기후에 관한 것이 아닙니다. 이것은 에너지 안보와도 관련이 있습니다.

“우크라이나의 현재 상황은 재생 에너지를 보완하는 핵융합과 함께 시스템 비용을 낮추는 것만이 아니라는 것을 상기시켜 주었습니다. 이것은 또한 글로벌 에너지 공급의 탄력성, 민첩성 및 다양화를 제공하여 하나의 에너지원이 중단되더라도 우리가 완전히 위기에 처하지 않도록 하는 것입니다. 오늘날 우리는 에너지 안보가 곧 국가 안보라는 사실을 상기시키는 세상이며 많은 정부가 이를 힘들게 상기시켜 왔다고 생각합니다. 유럽은 매우 노출되어 있습니다. 따라서 재생 에너지에 중요한 보완을 제공하는 융합으로 기후 목표를 해결하는 문제입니다. 에너지 안보에 관한 것입니다. 비용 절감에 관한 것입니다. 이것이 트릴레마입니다. 가격도 저렴해야 합니다.”

Tokamak Energy의 CEO로 취임한 후 12년 동안 Kelsall은 핵융합 부문에 대한 투자자의 관심이 극적으로 증가했다고 말했습니다. "지난 5개월 동안 퓨전 공간에 대한 투자자의 욕구와 관심에 있어 매우 중요한 변화가 있었습니다."라고 그는 말합니다. "이 부문은 최근 몇 년 동안 최고 기관, 국부 및 전략적 이름뿐만 아니라 초고액 순자산 인플루언서 및 에너지 재직자로부터 XNUMX억 달러 이상의 지분 투자를 받았습니다. 자주 그들의 벤처 유닛을 통해 말입니다."

그는 또한 유럽 정부, 그리고 최근에는 미국 정부가 핵융합 관련 연구 및 개발 자금을 우선적으로 지원하는 이니셔티브가 매우 고무적이라고 생각합니다. “우리는 미국에서 구축되고 있는 생태계를 정말로 존중하고 존경합니다. 우리는 University of Illinois 및 Princeton Plasma Physics Laboratory, Oak Ridge 등과 훌륭한 파트너십을 맺었으며 이러한 여정을 계속하고 싶습니다.”라고 Kelsall은 말합니다.

“미국 정부는 핵융합이 지구전략적 중요성을 인식하고 궁극적으로 SpaceX를 NASA가 선호하는 궤도 전달 플랫폼 공급업체로 만든 이전 프로그램과 유사한 공공/민간 이정표 기반 자금 지원 프로그램을 시작했습니다. 그리고 또 다른 큰 긍정적인 점은 에너지부에서 핵융합 연구 및 개발을 발전시키기 위해 할당된 자금 280억 XNUMX천만 달러를 포함하는 인플레이션 감소법입니다.”

대체로 오늘날 융합 에너지 연구 및 개발에 종사하는 사람들에게 점점 더 유망한 투자 환경입니다. Tokamak Energy 및 기타 야심 찬 핵융합 회사의 과제는 각각의 기술과 프로세스가 경제적인 방식으로 확장할 수 있는 순 에너지 이득의 규모를 달성할 수 있음을 입증하는 것입니다.

Kelsall이 말했듯이 이것은 시간과의 싸움이며 날이 갈수록 급박해집니다.