Aggiungere al mix energetico: Le scoperte sulla fusione portano a nuove opzioni
L'attrazione del mercato per l'energia di fusione commerciale sta crescendo rapidamente e gli investitori ne hanno preso atto. Dal 2020, il settore privato ha investito oltre 6 miliardi di dollari nello sviluppo della tecnologia della fusione. La maggior parte di questi investimenti si è concentrata sulle società di fusione statunitensi, ma gli sforzi nel Regno Unito, in Canada, in Germania, in Giappone e altrove continuano a guadagnare slancio. Le aziende che si occupano di fusione stanno costruendo diversi grandi impianti sperimentali per dimostrare il proof-of-concept di diversi tipi di centrali a fusione prima della fine del decennio.
Alcune delle principali scoperte degli ultimi anni sono alla base di questo movimento in avanti nel settore:
- Un'azienda americana finanziata privatamente ha dimostrato il suo prototipo di magnete ad alta temperatura-superconduttore da 20 tesla, aprendo un nuovo entusiasmante approccio compatto e ad alto campo all'energia di fusione commerciale;
- ITER, il più grande progetto internazionale sulla fusione, ha ricevuto il suo primo magnete a solenoide centrale, segnalando la disponibilità di capacità di produzione su scala di fusione.
- Il Joint European Torus (JET) nel Regno Unito ha raddoppiato il suo record di 24 anni fa con un impulso di cinque secondi ad alta potenza, limitato solo dall'hardware sperimentale e non dalla stabilità del plasma;
- La National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in California ha raggiunto un rendimento energetico otto volte superiore al suo precedente record. Ha raggiunto la soglia dell'accensione, fornendo un secondo approccio alla fusione con prestazioni fisiche simili a quelle del tokamak.
- L'Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) cinese ha sostenuto reazioni di fusione per 17 minuti a 126 milioni di gradi Fahrenheit - cinque volte più caldo del sole.
In seguito a questi sviluppi e ad altri, i gruppi di consulenza scientifica come il Comitato consultivo per le scienze dell'energia da fusione del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) e le Accademie Nazionali delle Scienze, dell'Ingegneria e della Medicina (NASEM) concordano sul fatto che è giunto il momento di accelerare gli sforzi per portare la fusione nella rete elettrica.
Una ripartizione cronologica dei progressi dell'energia di fusione nell'ultimo decennio:
| Anno | Progressi nell'energia di fusione |
|---|---|
| 2013 | Il 13 marzo 2013, ITER riceve la notifica del rilascio della licenza edilizia per la costruzione del più grande esperimento di fusione al mondo da parte di 35 paesi partner. |
| 2013 | La National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Lab (LNNL) in California raggiunge una produzione di energia superiore all'energia cinetica di un guscio che implode |
| 2015 | Il DOE statunitense rilascia il programma ARPA-E ALPHA, che finanzia progetti per aiutare la creazione e la dimostrazione di strumenti per sviluppare percorsi a basso costo per il riscaldamento e l'assemblaggio del plasma |
| 2015 | TAE raggiunge 5 millisecondi di plasma stabile con il suo sistema C-2 |
| 2015 | Il progetto ARC è stato pubblicato dal gruppo del Massachusetts Institute of Technology (MIT). |
| 2016 | La tedesca Wendelstein produce il suo primo idrogeno al plasma |
| 2016 | L'Alcator C-Mod del MIT batte il record mondiale di pressione del plasma nel suo esperimento finale, raggiungendo 2,05 atmosfere |
| 2017 | La canadese General Fusion porta il suo plasma a dimensioni dimostrative con una nuova macchina (PI3) |
| 2017 | La tedesca Wendelstein raggiunge il record mondiale di stellarità per il prodotto di fusione |
| 2018 | Commonwealth Fusion Systems è stata fondata da veterani del MIT Plasma Science and Fusion Center. |
| 2018 | Tokamak Energy raggiunge risultati paragonabili ai precedenti tokamak sferici finanziati con fondi pubblici (15 milioni di gradi Celsius) con il sistema ST40 |
| 2018 | Il tokamak cinese EAST raggiunge i 100 milioni di gradi Celsius, sei volte più caldo del sole |
| 2019 | Il Regno Unito annuncia il programma Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) per progettare un impianto di fusione prima del 2050 |
| 2020 | Il tokamak giapponese JT60-SA diventa il più grande del mondo con gli aggiornamenti |
| 2021 | La National Ignition Facility dell'LLNL raggiunge un importante traguardo nella ricerca sulla fusione con un rendimento di fusione superiore a 1,3 MJ |
| 2021 | Il tokamak cinese EAST sostiene il plasma per 17 minuti e 36 secondi a 70 milioni di gradi Celsius, un nuovo record mondiale per le alte temperature prolungate |
| 2022 | Il Joint European Torus nel Regno Unito produce 59 megajoule con la fusione per oltre cinque secondi, raddoppiando il record del 1997. |
| 2022 | La Taskforce on Regulatory Innovation (TIGRR) del Regno Unito conclude che le future strutture per l'energia da fusione saranno regolamentate in base al quadro giuridico già esistente per le strutture per la scienza della fusione. |
| 2022 | In agosto, un esperimento presso la National Ignition Facility ha raggiunto un rendimento di oltre 1,3 megajoule. A dicembre, la National Ignition Facility ha eseguito un esperimento di fusione nucleare che ha rilasciato più energia di quella applicata. |
| 2023 | Wendelstein 7-X mantiene i plasmi caldi per otto minuti, stabilendo un nuovo record |
Gli annunci scientifici si affiancano a una serie di attività delle aziende private che si occupano di fusione. Gli sforzi finanziati dagli investitori stanno spingendo per una più rapida diffusione dei progetti commerciali - e attirano importanti investimenti per farlo. CATF continuerà a seguire i progressi in questa importante area di sviluppo dell'energia pulita.
