Een privéfusiebedrijf, Helion Energy, wil een fusiecentrale bouwen met een capaciteit om Microsoft in de komende 5 jaar van elektriciteit te voorzien. Helion Energy brengt fusie-energie naar de massa en Microsoft tekende onlangs een deal met het bedrijf om 50 MW aan energie te kopen tot 2028, wat ongeveer 40,000 huishoudens van stroom zou voorzien.
Sam Altman investeerde in november 375 ook $ 2021 miljoen in het bedrijf en is enthousiast over het potentieel van het bedrijf. Hoewel de productie van fusie-energie een uitdaging is, boekt het bedrijf goede vooruitgang en wordt verwacht dat het 6e prototype de maximumtemperatuur zal overschrijden om nauwkeuriger elektriciteit op te wekken. Ook geloven de leidinggevenden van het bedrijf dat het betrouwbaarder is dan zonne- en windenergie.
Helion-energie probeert een kernfusiecentrale te bouwen die voldoende elektriciteit kan leveren voor Microsoft in vijf jaar. In mei sloot Microsoft een deal met Helion om 50 megawatt energie tot 2028Dit is voldoende om ongeveer 40,000 huishoudens van elektriciteit te voorzien.
Sam Altman, CEO van OpenAI, is geïnteresseerd in de potentie van fusie-energie en Helion. Eerder zei hij dat hij superenthousiast is over wat daar gaat gebeuren. In november 2021 leidde Altman de Series E-ronde van het bedrijf door $ 375 miljoen te investeren.
Scott Krisiloff, Chief Business Officer van Helion Energy, vertelde in een interview: “Fusie-energie zou gebruikt kunnen worden om datacentra van stroom te voorzien, die grote elektriciteitsverbruikers zijn.”
Hoewel het potentieel en de verplichtingen voor fusie-energie hoog zijn, is de productie ervan een extreem moeilijke taak. Het bereiken van de temperatuur die nodig is voor fusie om elektriciteit op te wekken, is een bijzonder grote uitdaging. Volgens Helion is het het eerste particuliere fusiebedrijf dat de technologie bouwt die in staat is om die temperatuur te bereiken.
Krisiloff zei: "Naarmate onze bevolking groeit en meer informatie en meer verbondenheid met het internet nodig heeft, groeien ook de energiebehoeften van onze bevolking. Helion werkt momenteel aan zijn zevende prototype, Polaris, dat naar verwachting in 2024 klaar zal zijn en de eerste zou zijn die elektriciteit uit kernfusie produceert."
“Fusie is iets dat we elke dag gebruiken; al onze energie is op de een of andere manier terug te voeren op fusie. Maar we zijn er op aarde nog nooit in geslaagd om het op een manier te benutten dat we er elektriciteit uit kunnen produceren,” Krisiloff voegde daaraan toe:
Hoe wordt fusie-energie opgewekt?
Fusie-energie wordt gegenereerd in een 40-voet lange buis. Wanneer twee atomen met elkaar in contact komen en één enkel atoom vormen, vindt er fusie-energie plaats. Door middel van de plasmaversneller van Helion, deuterium wordt gefuseerd om Helium-3 te produceren.
Deuterium is een vorm van waterstof gevonden in water en helium-3 wordt gebruikt voor de reactie die vervolgens in een 40-voet lange buis wordt gestopt. Daar worden de materialen samengeperst tot ze 100 miljoen graden Celsius bereiken.
Het is de juiste conditie om elektriciteit te produceren, volgens Krisiloff. Trenta is het 6e en nieuwste prototype van Helion dat in staat is om de 100-miljoen-graden Celsius temperatuurlimiet te overschrijden. Volgens Krisiloff, “Dat is één cyclus van de machine, en dan pulseer je hem steeds opnieuw om meer energie eruit te krijgen.”
Waarom is kernfusie een betere energiebron dan zon en wind?
Krisiloff legde uit: “Wat fusie-energie veelbelovend maakt, is dat er overvloedige brandstofbronnen voor zijn. De brandstof komt uit water in de vorm van deuterium, dat overvloedig op aarde voorkomt. Een ander voordeel van fusie is dat het veiliger is, vergeleken met andere vormen van energie zoals kernenergie of kernsplijting, wat een kettingreactie is. Dat betekent dat als er iets gebeurt met de machine die fusie-energie produceert, deze onmiddellijk wordt uitgeschakeld.”
Volgens Krisiloff wordt er bij fusie slechts een beperkte hoeveelheid afval geproduceerd in vergelijking met traditionele splijtingsmethoden. Hij vertelde ook dat volgens het Internationaal Atoomenergie Agentschap een deel van dat afval radioactief is en miljoenen jaren in die toestand kan blijven.
Helion Energy brengt fusie-energie naar massa's en fusie-energie produceert de minste hoeveelheid CO2 uitstoot en vereist de laagste hoeveelheid vraag op een elektriciteitsnet. Het is dichter dan andere schone energiebronnen. Dit betekent dat het proces geen grote hoeveelheden ruimte of land nodig heeft en kan plaatsvinden in een beperkte ruimte. Bovendien is fusie-energie beter dan wind- en zonne-energie en is betrouwbaarder omdat het niet wordt beïnvloed door extreem weer.
Hoe verschilt Helions aanpak van kernfusie van anderen?
Volgens de oprichters van Helion moet fusie niet worden beschouwd als een fundamenteel fysiek obstakel. Ik zou het moeten zien als een technische uitdaging die kan worden overwonnen door de ontwikkeling, het testen en het verfijnen van fusiesystemen en subsystemen. Een frisse benadering van fusie kan worden bereikt als we prioriteit geven aan ons uiteindelijke doel, namelijk het genereren van elektriciteit die schoon, veilig en overvloedig is.
De aanpak van Helion onderscheidt zich op drie belangrijke manieren van andere fusiemethoden:
- Het bedrijf gebruikt een gepulseerd non-ignition fusion-systeem dat het helpt de moeilijkste fysica-uitdagingen te overwinnen. Deze techniek houdt het fusie-apparaat klein en maakt het mogelijk om de vermogensoutput naar behoefte aan te passen.
- Hun systeem is speciaal ontworpen voor het terugwinnen van elektriciteit. Het systeem haalt alle ongebruikte en verse elektromagnetische energie efficiënt op, vergelijkbaar met hoe regeneratief remmen werkt in een elektrisch voertuig. Andere fusiesystemen verliezen energie wanneer water wordt verhit om stoom te produceren om een turbine aan te drijven.
- Ze gebruiken deuterium en helium-3 (D-³He) als brandstof. Helium-3 is een hogere octaan en schonere brandstof plus hiermee wordt het systeem compacter en efficiënter.
Waar gaat Helion helium-3 vandaan halen?
Het bedrijf produceert Helium-3 door deuterium te fuseren in zijn plasmaversneller door gebruik te maken van de gepatenteerde, zeer efficiënte gesloten brandstofcyclus. De extreem schaarse Helium-3-isotoop, die moeilijk te vinden is op onze planeet, is essentieel in quantum computing en cruciaal voor belangrijke medische beeldvormingsdoeleinden.
Eerder dachten wetenschappers er zelfs over om helium-3 van de maan te delven, omdat het daar in overvloed aanwezig is. Maar met Helions technologie kan ruimtereizen hiervoor worden vermeden.
Lees ook: Wat zijn Levelised Cost of Energy (LCOE)?
Waarom is er voor kernfusie 100 miljoen graden Celsius nodig?
De aarde mist de enorme omvang en zwaartekracht zoals de zon die de perfecte omstandigheden voor fusie vormen. Daarom moeten wetenschappers plasma extreem verhitten om fusie te ondergaan, zelfs heter dan de zon. In deze situatie vindt fusie dus sneller plaats.
100 miljoen graden Celsius wordt in principe beschouwd als de minimale temperatuurvereisten voor grote hoeveelheden fusie om commerciële elektriciteit op te wekken. Helions 6e prototype, Trenta, heeft temperaturen bereikt die veel groter dan 9 keV wat gelijk staat aan 104 miljoen° Celsius.
Hoe wekt Helion elektriciteit op uit kernfusie?
Ons apparaat genereert elektriciteit zonder warmte te gebruiken om stoom te creëren of cryogene supergeleidende magneten te vereisen. Onze technische aanpak is cruciaal als het gaat om het commercialiseren van fusie-gegenereerde elektriciteit tegen aanzienlijk lage kosten, omdat het efficiëntieverlies minimaliseert.
Ons apparaat heeft plasma's met een hoog bèta-FRC-gehalte die hun eigen magnetische veld genereren door interne elektrische stroom. Bijgevolg duwt het geproduceerde magnetische veld tegen de spoelen rond de machine. FRC's botsen en worden samengeperst door magneten in de fusiekamer. Het comprimeren van plasma maakt het heter en dichter, wat fusiereacties en veranderingen in magnetische flux veroorzaakt.
De verandering in magnetische flux creëert meer magnetische flux in de nabijgelegen magneten, wat elektriciteit produceert in de spoelen. Hetzelfde proces wordt verklaard door Faraday's Wet van Inductie. Op deze manier brengt Helion Energie fusie-energie naar massa's op een schonere manier.
Bron: Helion-energie
