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 Energy probeert een kernfusiecentrale te bouwen die binnen vijf jaar genoeg elektriciteit kan leveren voor Microsoft . In mei sloot Microsoft een overeenkomst met Helion voor de afname van 50 megawatt energie tot 2028. Dit is voldoende om ongeveer 40,000 huishoudens van elektriciteit te voorzien.
Sam Altman , CEO van OpenAI , is geïnteresseerd in het potentieel van fusie-energie en Helion. Eerder gaf hij al aan dat hij enorm enthousiast is over wat daar gaat gebeuren. In november 2021 leidde Altman de Series E-financieringsronde van het bedrijf met een investering van 375 miljoen dollar.
Scott Krisiloff , Chief Business Officer van Helion Energy, zei in een interview: "Kernfusie-energie zou gebruikt kunnen worden om datacenters 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 is gegroeid en meer informatie en internettoegang nodig heeft, groeit ook de energiebehoefte van onze bevolking. Helion werkt momenteel aan zijn zevende prototype, Polaris, dat naar verwachting in 2024 klaar zal zijn en het eerste zal zijn dat elektriciteit opwekt door middel van kernfusie."
"Kernfusie is iets dat we dagelijks gebruiken; al onze energie is op de een of andere manier terug te voeren op kernfusie. Maar we zijn er op aarde nog nooit in geslaagd om het zo te benutten dat we er elektriciteit mee kunnen opwekken," voegde Krisiloff eraan toe.
Hoe wordt fusie-energie opgewekt?
In een buis van 40 meter lang wordt fusie-energie opgewekt. Wanneer twee atomen met elkaar in contact komen en één enkel atoom vormen, ontstaat er fusie-energie. Met behulp van de plasmaversneller van Helion wordt deuterium gefuseerd om helium-3 te produceren.
Deuterium is een vorm van waterstof die in water voorkomt, en helium-3 wordt gebruikt voor de reactie. Het mengsel wordt vervolgens in een 40 meter lange buis gebracht. Daar worden de materialen samengeperst tot een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius.
Volgens Krisiloff zijn dit de juiste omstandigheden om elektriciteit op te wekken. Trenta is het zesde en meest recente prototype van Helion, dat temperaturen van meer dan 100 miljoen graden Celsius kan bereiken. Volgens Krisiloff: "Dat is één cyclus van de machine, en vervolgens pulseer je die steeds opnieuw om er meer energie uit te halen."
Waarom is kernfusie een betere energiebron dan zon en wind?
Krisiloff legde uit: "Wat fusie-energie zo veelbelovend maakt, is dat er overvloedige brandstofbronnen voor zijn. De brandstof komt van water in de vorm van deuterium, dat in grote hoeveelheden op aarde voorkomt. Een ander voordeel van fusie is dat het veiliger is in vergelijking met andere energiebronnen zoals kernenergie of kernsplijting, wat een kettingreactie is. Dat betekent dat als er iets misgaat met de machine die fusie-energie produceert, deze onmiddellijk zal uitschakelen."
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 maakt kernfusie-energie toegankelijk voor iedereen. Kernfusie-energie produceert de minste CO2-uitstoot en stelt de laagste eisen aan het elektriciteitsnet. Het is bovendien dichter dan andere schone energiebronnen. Dit betekent dat het proces geen grote hoeveelheden ruimte of land vereist en in een afgesloten ruimte kan plaatsvinden. Daarnaast is kernfusie-energie beter dan wind- en zonne-energie en betrouwbaarder, omdat het niet wordt beïnvloed door extreme weersomstandigheden.
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 is de genivelleerde energiekostprijs (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 over het algemeen beschouwd als de minimale temperatuur die nodig is voor grootschalige kernfusie om commerciële elektriciteit op te wekken. Het zesde prototype van Helion, Trenta, heeft temperaturen bereikt die veel hoger liggen dan 9 keV , wat overeenkomt met 104 miljoen graden 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 maakt gebruik van FRC-plasma's met een hoge bètawaarde die hun eigen magnetisch veld genereren door middel van interne elektrische stroom . Het opgewekte magnetische veld oefent vervolgens druk uit op de spoelen rondom de machine. De FRC's botsen en worden samengeperst door magneten in de fusiekamer. Door het comprimeren van het plasma wordt heter en dichter, wat fusiereacties en veranderingen in de 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 Energy
