A busca pela energia de fusão

Reator de teste “Norman” do TAE. Crédito: TAE Technologies

A antiga vila de Culham, situada em uma curva do rio Tâmisa a oeste de Londres, parece uma plataforma de lançamento improvável para o futuro. Mas no ano que vem, a construção começará aqui, em um prédio reluzente de vidro e aço que pode abrigar o que muitas pessoas consideram uma tecnologia essencial para atender à demanda por energia limpa no século XXI e além.

Há muito ridicularizada como uma perspectiva que está para sempre 30 anos distante, a fusão nuclear parece finalmente estar se aproximando da viabilidade comercial. Existem agora mais de 30 empresas privadas de fusão em todo o mundo, de acordo com uma pesquisa de outubro da Fusion Industry Association (FIA) em Washington DC, que representa empresas do setor; as 18 empresas que declararam seu financiamento dizem que atraíram mais de US $ 2,4 bilhões no total, quase inteiramente de investimentos privados (ver “Financiamento de fusão”). A chave para esses esforços são os avanços na pesquisa de materiais e computação que estão possibilitando tecnologias diferentes dos designs padrão que as agências nacionais e internacionais têm buscado por tanto tempo.

Fincnciamento de fusão

Firmas de fusão privadas divulgaram mais de US $ 2,4 bilhões em financiamento.

  • TAE Technologies 880 US $ milhões
  • Helion Energy 578 US $ milhões
  • Commonwealth Fusion Systems 250 US $ milhões
  • General Fusion 200 US $ milhões
  • Energia Tokamak 200 US $ milhões
  • Outros (12 firmas) 302 US $ milhões

O mais recente empreendimento em Culham – o centro da pesquisa de fusão no Reino Unido por décadas – é uma planta de demonstração para a General Fusion (GF), uma empresa com sede em Burnaby, Canadá. O início das operações está previsto para 2025, e a empresa pretende ter reatores à venda no início da década de 2030. “Será a primeira demonstração em grande escala relevante para usinas de energia”, disse o executivo-chefe da GF, Chris Mowry – a menos que seus concorrentes entreguem antes.

Projetado pela arquiteta britânica Amanda Levete, o protótipo de planta da GF ilustra a forma como a pesquisa de fusão mudou de gigantescas empresas financiadas pelo Estado ou internacionalmente para negócios elegantes e conscientes da imagem, dirigidos por empresas privadas, muitas vezes com o apoio do Estado. (O GF receberá algum financiamento do governo do Reino Unido; não revelou quanto.)

Impressão artística da planta planejada da General Fusion em Culham, Reino Unido. Crédito: AL_A para General Fusion. Imagem de chumbo: O ímã supercondutor de alta temperatura mais forte do mundo será usado em um reator de fusão de 2025 em Massachusetts. Crédito: Gretchen Ertl, CFS / MIT-PSFC, 2021

A esse respeito, os defensores da tecnologia de fusão dizem que ela tem muitos paralelos com a indústria espacial. Isso também estava restrito a agências governamentais, mas agora está se beneficiando do ímpeto e da imaginação de uma empresa privada ágil (embora muitas vezes auxiliada pelo Estado). Este é “o momento SpaceX para a fusão”, diz Mowry, referindo-se à empresa de voos espaciais de Elon Musk em Hawthorne, Califórnia.

“O clima mudou”, diz Thomas Klinger, especialista em fusão do Instituto Max Planck de Física do Plasma (IPP) em Greifswald, Alemanha. ?Podemos sentir o cheiro que estamos chegando perto.? Os investidores percebem a perspectiva real de retornos sobre seu dinheiro: o Google e o banco de investimentos Goldman Sachs, com sede em Nova York, por exemplo, estão entre os que financiam a empresa de fusão TAE Technologies, com sede em Foothill Ranch, Califórnia, que arrecadou cerca de US $ 880 milhões até aqui. ?As empresas estão começando a construir coisas no nível do que os governos podem construir?, disse Bob Mumgaard, executivo-chefe da Commonwealth Fusion Systems (CFS), com sede em Cambridge, Massachusetts.

E assim como as viagens espaciais privadas agora estão se materializando, muitos observadores da indústria estão prevendo que o mesmo modelo de negócios dará origem à fusão comercial – desesperadamente necessária para descarbonizar a economia de energia – dentro de uma década. ?Há uma boa chance de chegar lá em menos de dez anos?, disse Michl Binderbauer, presidente-executivo da TAE Technologies. No relatório da FIA, a maioria dos entrevistados pensou que a fusão alimentaria uma rede elétrica em algum lugar do mundo na década de 2030.

Vários pesquisadores de fusão que não trabalham para empresas privadas disseram à Nature que, embora as perspectivas sejam inegavelmente empolgantes, a fusão comercial em uma década é excessivamente otimista. ?As empresas privadas dizem que o terão funcionando em dez anos, mas isso é apenas para atrair financiadores?, diz Tony Donné, gerente de programa do consórcio Eurofusion que conduz experimentos no Joint European Torus, estatal estabelecido em Culham no final do ano. 1970s. ?Todos eles declararam estar constantemente a cerca de dez anos de distância de um reator de fusão em funcionamento, e ainda estão.?

Os cronogramas que as empresas projetam devem ser considerados não tanto como promessas, mas como aspirações motivacionais, diz Melanie Windridge, uma física de plasma que é diretora de comunicações da FIA no Reino Unido e consultora de comunicações para a empresa de fusão Tokamak Energy, em Culham. ?Acho que metas ousadas são necessárias?, diz ela. Também é provável que o apoio do estado seja necessário para construir uma usina de fusão que realmente forneça eletricidade à rede, acrescenta Ian Chapman, presidente-executivo da Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA).

Mas, quer venha de uma empresa privada de pequena escala, de grandes projetos de fusão nacionais ou internacionais, ou um pouco de ambos, a fusão nuclear prática finalmente parece estar no horizonte. ?Estou convencido de que isso vai acontecer?, diz Chapman. Chris Kelsall, presidente-executivo da Tokamak Energy, concorda. “Mais cedo ou mais tarde isso será quebrado”, diz ele. ?E será transformador.?

Sonho de setenta anos

A fusão nuclear, diz Klinger, é ?a única fonte de energia primária que resta no Universo? que ainda não exploramos. Desde que o processo que alimenta as estrelas foi aproveitado na década de 1950 para bombas de hidrogênio, os tecnólogos sonham em desbloqueá-lo de uma maneira mais controlada para a geração de energia.

As usinas nucleares existentes usam a fissão: a liberação de energia quando átomos pesados como o urânio se decompõem. A fusão, ao contrário, produz energia pela fusão de núcleos muito leves, normalmente hidrogênio, o que só pode acontecer em temperaturas e pressões muito altas. A maioria dos esforços para aproveitá-lo em reatores envolve o aquecimento dos isótopos de hidrogênio deutério (D) e trítio (T) até que formem um plasma – um estado fluido de matéria contendo átomos ionizados e outras partículas carregadas – e então se fundem (ver ‘Mistura de combustível’) . Para esses isótopos, a fusão começa em temperaturas e densidades mais baixas do que para o hidrogênio normal.

A fusão D ? T gera alguma radiação na forma de nêutrons de vida curta, mas nenhum resíduo radioativo de vida longa, ao contrário da fissão. Também é mais seguro do que a fissão porque pode ser desligado facilmente: se o plasma for levado abaixo dos limites críticos de temperatura ou densidade, as reações nucleares param.

Mistura de combustível

Muitos reatores fundem deutério (D) com trítio (T) para liberar energia. Essa mistura se inflama, ou cria uma reação de fusão autossustentável, em torno de 100 milhões de Kelvin. Ele produz nêutrons, que podem tornar a câmara radioativa.

Outras reações, como a fusão de prótons (p) com boro-11 (11B), não produzem nêutrons, mas a ignição requer temperaturas mais altas.

p Boron-11 3alpha;

O que torna tão difícil conduzir de maneira controlada, entretanto, é o desafio de conter plasma eletricamente carregado que está se fundindo a temperaturas de cerca de 100 milhões de kelvin – muito mais quente que o centro do Sol. Geralmente, os pesquisadores usam campos magnéticos para confinar e levitar o plasma dentro do reator. Mas as instabilidades neste fluido infernal tornam a contenção muito difícil e, até agora, impediram que a fusão fosse sustentada por tempo suficiente para extrair mais energia do que é colocada para ativá-la.

Isso é necessariamente uma grande ciência e, até este século, apenas projetos administrados pelo estado poderiam reunir os recursos. A escala do empreendimento se reflete hoje no maior esforço de fusão do mundo: ITER, um reator de fusão sendo construído no sul da França e apoiado por 35 nações, incluindo China, Estados membros da União Europeia, Estados Unidos, Rússia, Coreia do Sul e Japão, com um preço de pelo menos US $ 22 bilhões.

Uma bobina magnética em forma de D (à esquerda) que fará parte do gigante reator de fusão ITER na França.

Uma parte do recipiente a vácuo do ITER, dentro do qual o plasma será mantido.

Crédito: Organização ITER

Uma bobina magnética em forma de D (à esquerda) que fará parte do gigante reator de fusão ITER na França.

Uma parte do recipiente a vácuo do ITER, dentro do qual o plasma será mantido.

Crédito: Organização ITER

Embora os primeiros testes estejam programados para 2025, a fusão D ? T completa não está programada até 2035, em última análise, com o objetivo de extrair continuamente 500 MW de energia – comparável à produção de uma modesta usina termelétrica a carvão – ao colocar 50 MW para o reator. (Esses números se referem apenas à energia colocada e retirada diretamente do plasma; eles não levam em consideração outros processos, como as necessidades de manutenção ou as ineficiências de conversão da saída de calor de fusão em eletricidade.)

Uma nova série de grandes reatores pode seguir o ITER: a China, que tem três reatores de fusão alimentando os resultados do ITER, planeja um Reator de Teste de Engenharia de Fusão da China (CFETR) na década de 2030, e a Coreia do Sul e a UE propõem construir usinas de demonstração que seguir-se-ia ao ITER.

Os grandes esforços nacionais e internacionais não terão sucesso em breve para permitir a descarbonização necessária para lidar com as mudanças climáticas, embora se espere que a fusão se torne uma parte fundamental da economia de energia na segunda metade do século. Mas as empresas privadas esperam ter dispositivos funcionais e acessíveis mais cedo (veja ?Fusion rush?).

Fusão rush

Empresas e governos estão desenvolvendo muitos tipos de reatores de fusão. Todos eles aquecem gás para criar um plasma, confinado a temperaturas tão altas que os núcleos atômicos se fundem, liberando energia que pode ser aproveitada para a eletricidade. Aqui estão cinco designs importantes.

Ilustrações de Tomá? Müller

Tokamak

(ITER e outras instalações)

Bobinas magnéticas supercondutoras – resfriadas por hélio líquido – mantêm o plasma em um vaso toroidal.

Mini-tokamak

(Tokamak Energy, Commonwealth Fusion Systems e outros)

Ímãs feitos de supercondutores de alta temperatura produzem campos mais fortes e podem ser resfriados mais facilmente, permitindo a construção de tokamaks mais compactos e esféricos.

Reator linear (feixes de colisão)

(TAE Technologies)

Pacotes de plasma são disparados em uma câmara central e giram rapidamente dentro de um solenóide (eletroímã de fio enrolado).

Reator alvo magnetizado

(Fusão geral)

Uma bola giratória de metal líquido confina o plasma; os pistões então o comprimem rapidamente. O plasma pode se expandir e, em seguida, ser comprimido novamente.

Stellarator

(Wendelstein 7-X)

Um complicado circuito torcido de campos magnéticos confina o plasma.

Tal como acontece com a exploração espacial, um dos benefícios de um setor privado de fusão é a maior diversidade de abordagens do que as empresas estatais monolíticas podem reunir. O ITER está usando a abordagem mais comum para confinar o plasma, em um dispositivo chamado tokamak, que usa poderosos ímãs supercondutores para manter o plasma em um vaso em forma de anel (toroidal). O fluxo das próprias partículas de plasma carregadas eletricamente também gera um campo magnético que ajuda a confinar o plasma.

O reator ITER.

Mas um tokamak não é a única opção. Nos primeiros dias da fusão, na década de 1950, o astrofísico norte-americano Lyman Spitzer mostrou que os campos magnéticos podiam ser configurados em um loop torcido, como um oito, para formar uma “garrafa magnética” que poderia ser preenchida com plasma. Este design era conhecido como stellarator. Mas resolver as equações que descrevem o plasma para essa geometria complexa era computacionalmente intensivo, então o conceito foi quase totalmente abandonado depois que os tokamaks funcionaram.

O stellarator.

À medida que os supercomputadores se tornaram disponíveis no final dos anos 1980, os pesquisadores revisitaram a ideia. Isso levou a um projeto estelar no IPP chamado de reator Wendelstein 7-X. Custando mais de ? 1 bilhão (US $ 1,15 bilhão) para construir, equipar e operar até seu primeiro teste de plasma em 2015, com custos de construção de ? 370 milhões em grande parte arcados pelo governo alemão, o Wendelstein 7-X será concluído até o final deste ano. Em seguida, vem um longo processo de descobrir como operá-lo rotineiramente como um projeto de demonstração.

Os estelares têm a vantagem de que seu plasma é mais facilmente confinado, sem necessidade (como nos tokamaks) de conduzir fortes correntes elétricas através dele para conter as instabilidades, diz o físico de fusão Josefine Proll da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda. Mas não está claro se será possível implementar a tecnologia estelar em um reator em 20-30 anos. ?Não parece muito provável neste momento?, diz ela. ?Ainda temos muitas perguntas básicas a responder?, diz Klinger. ?Esta é uma máquina inédita, então é preciso ter paciência e ir passo a passo?. As empresas privadas definem metas de curto prazo porque precisam satisfazer suas partes interessadas, diz ele – mas isso não significa que possam cumprir.

Designs alternativos

Algumas empresas privadas de fusão estão mantendo o design do tokamak, mas reduzido. Na Tokamak Energy, uma equipe de cerca de 165 funcionários está trabalhando em um tokamak esférico, em forma de maçã com o núcleo removido. Com 3,5 metros de diâmetro, ele será muitas vezes menor do que o tokamak ITER, que, com o equipamento de resfriamento ao redor, terá quase 30 metros de largura e altura. Alguns esquemas financiados pelo estado estão considerando o design esférico compacto, também: a UKAEA, por exemplo, lançou um projeto chamado STEP (Tokamak Esférico para Produção de Energia) que visa criar tal dispositivo em um protótipo de planta que forneceria pelo menos 100 MW para a rede nacional em 2040. A UKAEA selecionou cinco locais para hospedar a usina e espera que a escolha final seja feita no próximo ano.

A chave para esses projetos são os novos tipos de ímãs feitos de fitas de materiais supercondutores de alta temperatura, que devem produzir campos muito mais fortes do que os ímãs supercondutores convencionais usados pelo ITER. Eles são ?uma virada de jogo em potencial?, diz Klinger – não apenas por causa de seus campos superiores, mas também porque os supercondutores convencionais precisam de resfriamento de hélio líquido. Isso é um pesadelo da engenharia: a viscosidade do hélio líquido é quase zero, permitindo que ele vaze por qualquer fenda minúscula. Os supercondutores de alta temperatura, por outro lado, podem ser resfriados com nitrogênio líquido, que é abundante, barato e fácil de armazenar.

O projeto do mini-tokamak (reator CFS / MIT SPARC).

Tanto a Tokamak Energy (em colaboração com o CERN, o laboratório de física de partículas da Europa perto de Genebra, Suíça) e a CFS estão apostando nesses novos ímãs. Em agosto, a CFS anunciou que os havia feito na forma necessária para seus tokamaks – ?dentro do cronograma e do orçamento?, diz Mumgaard com orgulho.

Em 2018, o CFS foi separado do Plasma Science and Fusion Center do Massachusetts Institute of Technology (MIT) em Cambridge, e Klinger considera a empresa ?a mais promissora, mais valiosa e mais bem pensada iniciativa privada de fusão?. O MIT e o CFS juntos estão se preparando para construir o que Mumgaard chama de ?a primeira máquina de fusão que produz energia líquida? – produzindo mais energia do que ela gasta. Batizado de SPARC, está sendo construído em Devens, Massachusetts. Mumgaard diz que estará operando até o final de 2025 e será ?comercialmente relevante? porque irá gerar cerca de 100 MW de energia.

Engenheiros e cientistas em capacetes movendo um enorme ímã supercondutor construído pelo MIT PSC e pela Commonwealth Fusion Systems

Pesquisadores trabalhando em um ímã para o reator CFS / MIT ?SPARC?. Crédito: Gretchen Ertl, CFS / MIT-PSFC, 2021

Pesquisadores trabalhando em um ímã para o reator CFS / MIT ?SPARC?. Crédito: Gretchen Ertl, CFS / MIT-PSFC, 2021

A First Light Fusion, empresa desmembrada da Universidade de Oxford, no Reino Unido, em 2011, está seguindo uma estratégia diferente, chamada de confinamento inercial. Aqui, o plasma de fusão não é mantido por campos magnéticos: em vez disso, uma onda de choque o comprime até as imensas densidades necessárias para a fusão, e o plasma retém sua forma apenas por uma fração de segundo por inércia apenas, antes de se espalhar e dissipar sua energia . A ideia existe desde 1950 e também está sendo estudada no US National Ignition Facility (NIF) no Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, onde cápsulas de plástico do tamanho de ervilhas de combustível D ? T implodem por pulsos de nanossegundos de luz laser para iniciar a fusão. Em agosto, o NIF relatou um disparo de laser que produziu uma saída de energia passageira 8 vezes maior do que antes – e totalizou 70% da energia que foi gasta na reação. Isso aumentou as esperanças de ganho líquido da fusão a laser de confinamento inercial, embora tal processo de uso intensivo de energia possa ser mais útil para pesquisa fundamental do que para geração de energia em larga escala.

No First Light, a onda de choque de compressão é criada não por lasers que consomem muita energia, mas pelo uso de uma arma de projétil eletromagnética para disparar um pequeno pedaço de material em um alvo contendo os isótopos de hidrogênio. A empresa está mantendo os detalhes do processo em segredo, mas disse que para conseguir a fusão, será necessário disparar o material a 50 quilômetros por segundo – duas vezes mais rápido do que normalmente é alcançado em experimentos de ondas de choque atuais.

A GF está adotando outra abordagem, chamada fusão de alvos magnetizados. Envolve o plasma sendo comprimido mais lentamente – por exemplo, usando pistões – mas com o auxílio de confinamento magnético que evita que o calor seja dissipado conforme o plasma é comprimido. Esta ideia, sugerida no início da década de 1970 por pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington DC, busca um compromisso ideal entre os campos magnéticos de alta energia intensivos necessários para confinar um plasma tokamak e as ondas de choque, lasers ou outro tipo de energia intensiva. métodos usados para comprimir rapidamente o plasma em projetos de confinamento inercial.

O projeto da GF para seu reator Culham usa uma centrífuga para girar uma câmara cheia de chumbo derretido e lítio. Esse movimento abre uma cavidade no metal líquido, onde fica o plasma. Um sistema de pistão bombeia mais metal líquido para a câmara, comprimindo o plasma por algumas dezenas de milissegundos. A fusão começa; então a pressão é liberada e o processo repetido em pulsos, cerca de uma vez por segundo.

Um aspecto especialmente interessante desse reator é como ele gera combustível de trítio – um recurso extremamente caro que pode ser feito apenas em reações nucleares e decai rapidamente. No ITER e em outros designs, o trítio será produzido quando os nêutrons que escapam do reator atingirem uma manta de lítio que reveste o tokamak. No projeto de GF, o trítio é feito quando nêutrons atingem o lítio dentro do próprio sistema de compressão de metal líquido.

A GF superou os principais desafios apenas nos últimos anos – fazer um alvo de plasma que dure o tempo suficiente para ser comprimido e colapsar de maneira suave e rápida a cavidade de metal líquido. A empresa diz, no entanto, que depois de ter sua planta de demonstração no Reino Unido operando em 2025, ela ?fornecerá energia para residências, empresas e indústrias com energia de fusão limpa, confiável e acessível até o início de 2030?.

Um técnico trabalha no injetor de plasma PI3 da General Fusion.

Um técnico da General Fusion trabalha no sistema injetor de plasma para um dos reatores da empresa. Crédito: General Fusion

Um técnico da General Fusion trabalha no sistema injetor de plasma para um dos reatores da empresa. Crédito: General Fusion

A TAE Technologies tem, em alguns aspectos, um conceito ainda mais audacioso. Ele planeja abandonar completamente o combustível D-T, em vez de fundir átomos de boro-11 com núcleos de hidrogênio-1 (prótons). Esta ideia, defendida pelo cofundador do TAE, o físico canadense de plasma Norman Rostoker, e apelidada de fusão p-11B, requer temperaturas dez vezes maiores do que para a fusão D-T: cerca de um bilhão de Kelvin. A vantagem é que essa reação usa apenas combustível disponível em abundância e não gera nêutrons que possam contaminar o reator. Binderbauer diz que o conceito oferece menores custos de manutenção e um objetivo final muito mais sustentável.

Nos reatores TAE, o plasma é confinado dentro de um campo magnético cilíndrico feito por um solenóide – um projeto baseado em tecnologias aceleradoras de partículas. O plasma gira em torno do eixo; essa rotação, como em um pião, gera estabilidade inerente. O confinamento não requer fortes campos magnéticos externos; aqueles são gerados principalmente pelo próprio plasma giratório. Para mantê-lo girando, feixes tangenciais de boro injetam momento angular, como se o topo fosse torcido por um chicote.

Reator de TAE.

A empresa fez protótipos para demonstrar essa configuração; desde 2017, ele tem trabalhado com um sistema de teste chamado Norman, e agora está começando a trabalhar em um dispositivo chamado Copernicus que funcionará com plasmas normais de hidrogênio (ou outros sem fusão) para evitar a produção de nêutrons. Simulações de computador mostrarão que energia seria gerada se o combustível de fusão real fosse usado. Se a TAE atingir as condições necessárias para a fusão D ? T – o que ela espera fazer por volta da metade desta década – a empresa planeja licenciar a tecnologia para outros que estão buscando esses combustíveis. Binderbauer chama Copernicus de um ?trampolim? para as temperaturas necessárias para a fusão p ? 11B. ?Estamos convencidos de que podemos chegar ao nível de bilhões de graus?, diz ele – e ele espera ver isso no final da década.

Entre as muitas outras empresas privadas de fusão, a Helion Energy, em Everett, Washington, é a que mais atrai o interesse dos investidores: neste mês, ela anunciou uma rodada de financiamento de US $ 500 milhões, elevando seu total para US $ 578 milhões. Seu objetivo é gerar eletricidade diretamente da fusão, em vez de usar o processo para aquecer fluidos e acionar turbinas. A técnica de Helion envolve disparar pulsos de plasma juntos dentro de um reator linear e, em seguida, comprimir rapidamente o plasma mesclado com campos magnéticos. Quando ocorre a fusão, o plasma se expande e seu campo magnético interage com o que está ao redor do reator para induzir uma corrente elétrica. Helion espera fundir uma mistura de deutério e hélio-3, que não produziria nêutrons como subproduto. Mas o próprio hélio-3 precisaria ser produzido pela fusão D ? D. A empresa está construindo um reator de demonstração denominado Polaris, que pretende colocar em operação até 2024.

Reatores mais baratos?

Os reatores construídos por empresas privadas, sendo menores do que os projetos de escala ITER, serão muito mais acessíveis. O cofundador da Tokamak Energy, David Kingham, prevê dispositivos de bilhões de dólares, e Binderbauer acredita que os sistemas da TAE poderiam ser construídos por cerca de US $ 250 milhões.

O objetivo é fazer pequenos reatores de fusão compatíveis com as redes de energia existentes. Kelsall diz que eles também poderiam servir a indústrias que são particularmente intensivas em energia, como a fundição de metais – um setor que não pode ser abastecido por energias renováveis. Mowry acrescenta que o transporte marítimo pode ser outro mercado importante: dispositivos que produzem cerca de 100 MW de potência são ?do tamanho certo para um grande navio de contêineres?.

Donné permanece cauteloso sobre as perspectivas, no entanto, dizendo que as empresas privadas ?estão trabalhando em caminhos de tempo agressivos em comparação com projetos com financiamento público, mas também têm um risco muito maior de fracasso potencial?. Ao mesmo tempo, TAE, por exemplo, insiste que ainda está no caminho que prometeu em meados da década de 2010, de ter um dispositivo de fusão pronto para comercialização por volta do final desta década (ver ?Futuras promessas?).

PROMESSAS FUTURAS

As empresas privadas estão fazendo promessas ousadas sobre o fornecimento de reatores de fusão comerciais na década de 2030.

Privado

Patrocinado pelo estado

Helion: eletricidade líquida (pequenas quantidades) do reator Polaris.

Esforço internacional gigante ITER: execuções de teste.

2025

Commonwealth Fusion Systems (CFS): Primeira máquina de fusão que deve gerar mais energia do que usa.

General Fusion: opera uma planta de demonstração no Reino Unido.

TAE Technologies: reatores ?prontos para comercialização? até o final da década de 2020.

2030

CFS: pretende ter uma usina de 200 megawatts fornecendo rede elétrica no início de 2030.

General Fusion: visa reatores à venda no início de 2030.

First Light Fusion: antecipa sua primeira usina em 2030.

Energia Tokamak: usina de fusão (piloto) em 2030.

2035

ITER: para executar a fusão com combustível deutério-trítio.

O reator de teste de engenharia de fusão da China pode concluir a construção

em 2030.

A Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido espera que a usina de fusão STEP possa fornecer energia para a rede nacional.

2040

Apesar de seu ceticismo, Donné acrescenta: ?Vejo o crescimento das empresas privadas de fusão como um bom sinal. Pode haver benefícios mútuos em manter laços estreitos entre projetos de fusão públicos e privados. ? Isso certamente está acontecendo. A indústria de fusão privada não está apenas aproveitando anos de investimento estatal em projetos como o ITER, mas está se beneficiando de governos que veem valor em apoiá-la – razão pela qual o governo do Reino Unido e o Departamento de Energia dos EUA também estão investindo em empresas como como Tokamak Energy, CFS e GF. Mowry acredita que essas parcerias público-privadas são o caminho a seguir – como foram para as vacinas COVID-19. E, como acontece com as vacinas, a fusão será necessária em todos os lugares, especialmente com o aumento do uso de energia nos países de baixa renda.

As vacinas mostraram ?o que você pode fazer se tiver recursos?, diz Windridge. ?Se tivéssemos esse tipo de compromisso com a energia, acho que seria incrível ver o que pode ser alcançado.? Assim como acontece com as vacinas, a sociedade precisa desesperadamente de fontes de energia mais limpas e livres de carbono. ?Este é um desafio existencial?, diz Mowry. ?A fusão é a vacina para as mudanças climáticas.?

Philip Ball é escritor de ciências em Londres.


Publicado em 23/11/2021 13h56

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