CEO Tokamak Energy Melihat Masa Depan yang Menjanjikan untuk Fusi Nuklir

Dengan semua berita terbaru mengenai kemajuan dalam fusi nuklir, termasuk pengumuman Departemen Energi bahwa para ilmuwan di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah mencapai reaksi fusi dengan perolehan energi bersih, sebuah peluang yang muncul baru-baru ini untuk mewawancarai Chris Kelsall, CEO Tokamak Energy , sepertinya kebetulan.

Dalam sebuah email pada hari Jumat, Kelsall menyebut pengumuman DOE sebagai “hasil yang mengesankan. Kami berpacu dengan waktu untuk menghapus bahan bakar fosil dan menjadikan fusi sebagai solusi yang tersedia secara global untuk kebutuhan energi dunia. Kemajuan seperti ini sangat bagus untuk industri karena lebih banyak investasi swasta dan publik mengalir ke teknologi fusi.”

Selama wawancara kami, yang dilakukan sebelum pengumuman DOE, Kelsall menunjukkan bahwa perolehan energi bersih marjinal seperti yang dilaporkan oleh Livermore minggu lalu (3.15 megajoule keluaran energi dari input 2.05 megajoule dikirim), bagaimanapun, adalah sebagian kecil dari besarnya perolehan energi bersih yang pada akhirnya harus dicapai untuk membuat teknologi fusi benar-benar dapat diskalakan.

“Ini bukan semata-mata tentang membuktikan perolehan energi bersih,” katanya kepada saya. “Para ilmuwan menyebutnya Q lebih besar dari satu. Itu bukan kondisi yang cukup untuk energi fusi komersial. Faktanya, kita harus mendapatkan setidaknya Q lebih besar dari sepuluh. “Kami menargetkan Q dari 25 untuk fusi komersial yang optimal untuk menyediakan sumber energi yang konstan untuk rumah dan industri.”

Kelsall mengatakan perusahaan berada di jalur untuk mendemonstrasikan daya yang bersih dan siap jaringan pada awal tahun 2030-an. “Tokamak bulat memiliki keunggulan efisiensi yang signifikan dalam perjalanan menuju energi fusi hemat biaya di pembangkit listrik kompak, untuk digunakan secara global. Teknologi kami menggunakan medan magnet yang kuat untuk menampung plasma – bahan bakar fusi – dalam tokamak bulat yang akan menghasilkan keluaran daya terus menerus. Kami sekarang berfokus pada pengembangan pengetahuan kritis untuk perangkat fusi prototipe lanjutan ST80-HTS kami dan pabrik percontohan kami, ST-E1, saat kami berupaya menghadirkan fusi yang bersih, aman, dan berbiaya rendah untuk semua.”

Berbasis di Milton Park, yang terletak tepat di sebelah selatan Oxford dan barat London, Tokamak Energy didirikan pada tahun 2009. “Itu adalah spin-out dari laboratorium penelitian Culham yang berada tepat di utara lokasi kantor kami,” kata Kelsall. “Laboratorium tersebut berafiliasi dengan Universitas Oxford dan memiliki silsilah yang cukup panjang dalam menyelidiki teknologi fusi, sejak beberapa dekade yang lalu. Jadi, kami berusia sekitar 13 tahun. Hingga beberapa tahun yang lalu, kami hanya memiliki beberapa lusin orang. Sekarang kami memiliki lebih dari 230 orang, dan kami memiliki lebih dari 20 negara staf, semua jenis fisikawan, semua jenis insinyur yang berbeda.”

Bisnis Tokamak Energy berpusat pada dua teknologi utama: Sistem penahanan Tokamak bulat unik yang telah dibuat oleh perusahaan; dan magnet superkonduktor suhu tinggi (HTS) yang merupakan bagian integral dari fungsinya. Kata "tokamak" berasal dari akronim Rusia untuk "ruang toroidal dengan kumparan magnet". Dalam istilah paling sederhana, ini adalah perangkat yang dirancang untuk penciptaan dan penahanan reaksi nuklir yang mensimulasikan fusi plasma yang terjadi di dalam Matahari dan semua bintang lainnya.

Magnet superkonduktor dirancang untuk mensimulasikan medan gravitasi masif Matahari dan membatasi plasma. Plasma dibuat dengan memanaskan bahan bakar gas hidrogen hingga membentuk plasma bermuatan listrik, keadaan materi keempat, yang bukan padat, cair, atau gas. Reaksi fusi nuklir yang dihasilkan hanya menciptakan tanda radioaktif kecil yang tidak menimbulkan limbah tingkat tinggi jangka panjang atau masalah pembuangan terkait yang umum terjadi pada teknologi fisi nuklir saat ini.

Penelitian pertama kali dimulai pada teknologi tokamak dasar pada 1960-an menggunakan modul penahanan yang menyerupai donat cincin. Tokamak Energy menggunakan versi modifikasi yang berbentuk bulat, mirip dengan apel berinti. Target perusahaan saat ini adalah dapat mulai mengerahkan armada pembangkit listrik kecil, masing-masing dengan kemampuan mengirimkan 500 Megawatt ke jaringan pada pertengahan tahun 2030-an.

Kelsall mengatakan jejak kecil "tidak lebih dari satu atau dua lapangan sepak bola dalam ukuran," dikombinasikan dengan radioaktivitas minimal, masalah limbah dan pembuangan akan memungkinkan penempatan pabrik di dalam atau di dekat pusat populasi dan industri, sehingga secara dramatis mengurangi biaya dan waktu. ketertinggalan terkait kebutuhan membangun infrastruktur transmisi listrik yang besar.

Tidak mengherankan, Kelsall melihat pasar listrik sejauh ini sebagai peluang pasar terbesar – dan kebutuhan – untuk energi fusi. “Kita tahu bahwa, untuk memenuhi target iklim kita, dunia harus menyetrum secara besar-besaran,” katanya. “Grid masa depan kita juga harus tumbuh secara signifikan. Jadi kami melihat pasar daya mewakili sekitar 60% dari total peluang pasar yang dapat dialamatkan untuk fusi.”

Dekarbonisasi sektor industri yang sulit diredakan seperti baja, bahan kimia, semen, dan lain-lain merupakan hadiah potensial terbesar kedua dari fusi. “Ini sering diabaikan, tetapi ini sangat penting,” kata Kelsall. “Kami melihatnya sebagai 30% dari target pasar global kami, di samping kombinasi peluang panas dan listrik.”

Tapi bagaimana dengan energi terbarukan, angin dan matahari? “Pandangan kami adalah bahwa energi terbarukan masih sangat penting, tetapi tantangan yang kami hadapi adalah bahwa energi terbarukan saja tidak akan membawa kami ke target yang kami butuhkan secara global,” jawab Kelsall. “Ini bukan hanya tentang iklim. Ini juga tentang ketahanan energi.

“Situasi yang sedang berlangsung di Ukraina telah mengingatkan kita bahwa ini bukan hanya tentang menurunkan biaya sistem, dengan fusi bertindak sebagai pelengkap energi terbarukan. Ini juga tentang memberikan ketahanan, ketangkasan, dan diversifikasi pasokan energi global, sehingga jika salah satu sumber energi terputus, kita tidak sepenuhnya berada dalam krisis. Ini adalah dunia saat ini di mana kita diingatkan bahwa keamanan energi adalah keamanan nasional, dan saya pikir sejumlah pemerintah telah diingatkan tentang hal itu dengan cara yang sulit. Eropa sudah sangat terbuka. Jadi, pertanyaannya adalah mengatasi target iklim dengan fusi yang memberikan pelengkap penting untuk energi terbarukan. Ini tentang keamanan energi. Ini tentang biaya yang lebih rendah. Jadi itulah trilemanya – itu juga harus terjangkau.”

Dalam dua tahun sejak menjabat sebagai CEO di Tokamak Energy, Kelsall mengatakan dia telah melihat peningkatan dramatis minat investor di sektor fusi nuklir. “Ada perubahan yang sangat signifikan, menurut saya, dapat diraba dalam selera investor dan minat dalam ruang fusi selama 12 bulan terakhir,” katanya. “Sektor ini dalam beberapa tahun terakhir memiliki lebih dari $5 miliar investasi ekuitas yang berasal dari institusi teratas, kekayaan negara, dan nama-nama strategis, serta pemberi pengaruh dengan kekayaan bersih sangat tinggi dan petahana energi – seringkali melalui unit usaha mereka.”

Dia juga menemukan inisiatif oleh pemerintah di Eropa, dan baru-baru ini, di Amerika Serikat untuk memprioritaskan pendanaan untuk penelitian dan pengembangan terkait fusi sangat menggembirakan. “Kami sangat menghormati dan mengagumi ekosistem yang dibangun di AS. Kami telah menjalin kemitraan yang baik dengan Universitas Illinois dan Laboratorium Fisika Plasma Princeton, Oak Ridge, dan lainnya, dan kami ingin melanjutkan perjalanan itu,” kata Kelsall.

“Pemerintah AS telah mengakui bahwa fusi adalah kepentingan geostrategis, dan telah meluncurkan program pendanaan berbasis tonggak publik/swasta yang merupakan analog dari program sebelumnya yang pada akhirnya menghasilkan SpaceX sebagai pemasok platform pengiriman orbit pilihan NASA. Dan hal positif besar lainnya jelas adalah Undang-Undang Pengurangan Inflasi, yang mencakup $280 juta dana yang dialokasikan untuk Departemen Energi untuk memajukan penelitian dan pengembangan fusi.”

Secara keseluruhan, ini adalah lingkungan investasi yang semakin menjanjikan bagi mereka yang terlibat dalam penelitian dan pengembangan energi fusi saat ini. Tantangan bagi Tokamak Energy dan calon perusahaan fusi lainnya adalah untuk menunjukkan bahwa teknologi dan proses masing-masing dapat mencapai besaran keuntungan energi bersih yang akan membuatnya dapat diskalakan secara ekonomis.

Seperti yang dikatakan Kelsall, ini berpacu dengan waktu, yang semakin mendesak setiap hari.