El primer desafío de Fusion es la ciencia. ¿Podemos hacerlo funcionar a escala? La segunda prueba, mucho más difícil, es la económica: ¿podemos hacerlo lo suficientemente barato como para que importe?
La inversión privada en todo el mundo ha pasado. 10 mil millones de dolaresEl gobierno está lanzando nuevos proyectos. Y los reguladores están empezando a mejorar las directrices para las máquinas de fusión avanzadas. Pero una pregunta que determinará si la fusión se convertirá en un pilar de la red o en otro es una advertencia: ¿puede ser competitiva en costos? La respuesta no depende de la física. Pero eso depende de un objetivo de costos agresivo: 50 dólares por megavatio-hora.
Demanda sin precedentes y nueva base energética
El consumo mundial de electricidad es surgiendoEstá impulsado por dos fuerzas hambrientas: la IA y una población mundial en crecimiento.
Cada cambio en los pasos de procesamiento ha aumentado las demandas de energía y el cambio hacia Inferencia de IA con uso intensivo de GPU Tampoco es diferente. 80-90% de las computadoras con IA utilizadas para hacer inferencias. Ahora piense en los miles de millones de preguntas que los agentes automatizados realizarán en nuestro nombre. JPMorgan estima que los centros de datos, la inteligencia artificial y los sistemas energéticos relacionados requerirán 5 billones de dólares Inversión en los próximos 5 años
opinión
Al mismo tiempo, la población mundial se encamina hacia 8.500 millones para 2030 y 10.000 millones para 2018.La mayor parte del crecimiento todavía se concentra en varias regiones. Subiendo la curva de corriente eléctrica. Cuando esas tendencias se combinen, se producirá una de las mayores expansiones en la demanda de electricidad desde la Revolución Industrial.
Fusion puede ayudarnos a satisfacer esta necesidad. Podría captar el 20% de la producción mundial de electricidad para 2050, pero eso llevará aprox. 1.500 plantas 1 GW… Llegar allí requerirá algo más que progreso científico. Necesita algo económico.
¿Por qué utilizar 50$/MWh?
Grid ya está seleccionando campeones hoy. La energía solar es la clara líder. en la producción de electricidad rentable y sigue siendo la forma más rápida de agregar nueva capacidad. Es la fuente de electricidad nueva más barata del mundo y un factor clave para la construcción de nuevos edificios. Un parque solar de 1 gigavatio puede entrar en funcionamiento en menos de 18 meses, un patrón que se ha repetido cientos de veces en Estados Unidos, China, Europa e India. El gas de ciclo combinado ha llegado para quedarse. Es muy competitivo y los depósitos están disponibles.Reforzar estándares económicos sólidos para las nuevas tecnologías
Para que Fusion pueda llegar a un acuerdo de compra de energía a largo plazo. Dentro de ese panorama, como sostiene Bob Mumgaard de Commonwealth Fusion, la fusión debe entregar energía a Alrededor de 50 $/MWh para lograr una amplia aceptación Los beneficios de la carga básica 24 horas al día, 7 días a la semana de Fusion son reales. Pero no importa si la energía es dos o tres veces más cara que la alternativa.
Los objetivos de costos tienen varios efectos:
- El costo de capital para una planta de fusión tendría que ser de miles de millones de dólares, no de 10 a 15 mil millones de dólares asociados con las máquinas de fisión a gran escala actuales.
- Se debe reducir el tiempo de construcción. El cronograma de construcción de una década hace que Fusion no pueda competir con alternativas más rápidas y económicas.
- Los costos operativos deben ser predecibles. Cambiando componentes modulares desde el primer día
La geopolítica de los costes: el ‘momento Sputnik’ de China
La competitividad de costos no es sólo una cuestión de ingeniería. Es una estrategia y China la tiene. Fusión integrada e IA Vaya al último plan quinquenal y trate al sector como uno solo. Programas vinculados al ejército. Continúa. Gasta más que Estados Unidos Cuando la fusión y Es líder mundial en patentes relacionadas con la fusión.El resultado es que China se centra en regular las cadenas de suministro de componentes.
Quien envíe la primera ola de equipos para plantas de fusión comerciales dará forma efectivamente al grupo de proveedores globales. Desde condensadores de alto voltaje e imanes de superconductividad hasta materiales especializados. Como también hemos visto Paneles solares, baterías y turbinas eólicas. El liderazgo en la cadena de suministro ha garantizado ventajas de costos durante décadas.
Para que la fusión sea asequible y estratégicamente segura, las empresas occidentales deben invertir temprano. en la producción nacional y aliada de componentes críticos del subsistema
Materiales innovadores para la economía de energía pulsada
en particular en varios conceptos de fusión confinamiento inerte Y según el diseño de IMG, los condensadores de alto voltaje son el corazón del sistema. Deben almacenar megajulios de energía y entregarla en nanosegundos. Sobrevivir a miles de millones de ciclos Sin falta.
La cadena de suministro actual de condensadores se concentra en un pequeño número de proveedores. que hay muchos en el extranjero Y la tecnología no está optimizada para los exigentes ciclos de trabajo de los motores de fusión. con materiales tradicionales que tienen un rendimiento limitado
Esto da como resultado mayores tiempos de entrega y costos. Al igual que los desarrolladores de Fusion están intentando pasar del prototipo al controlador completo. También abierto Oportunidad: Crear innovaciones en materiales y nivel de producción para mejorar la eficiencia volumétrica. La tolerancia a la temperatura y la vida útil se pueden reducir considerablemente. Esto a su vez reduce los costes de fábrica.
Peces grandes, peces pequeños: la próxima ola de fusiones
Cuando Fusion elimina las barreras técnicas y de costos La estructura de la industria determina quién gana. Fabricante de turbinas Transformador eléctrico y los equipos tradicionales de centrales eléctricas a gran escala luchan por mantenerse al día con la demanda actual.
Así lo afirma, por ejemplo, GE Vernova, una de las empresas eléctricas más grandes del mundo. Todas las turbinas de gas nuevas vendidas hasta 2028.Se espera que el 2030 se agote a finales de este año. Esta escasez empujará a los principales actores a explorar sistemas de fusión. Integre y venda dichos sistemas para aplicaciones pequeñas, medianas y grandes, de manera similar a como GE, Westinghouse y Siemens manejan soluciones de gas y fisión.
A medida que el proyecto de fusión pase de una planta de prueba de concepto a la primera planta, los principales actores de la industria adquirirán o se asociarán con nuevas empresas de fusión y proveedores de componentes avanzados. Los peces grandes absorberán a los peces pequeños. Pero después de la pequeña empresa sólo tienen diseños y cadenas de suministro probados.
Para innovadores en el campo de los materiales Pulse Power and Control El camino hacia una integración rentable se ha seguido a través de asociaciones estratégicas que integran sus tecnologías en ofertas a nivel de plataforma.
Entonces, ¿puede Fusion competir?
Sí, pero sólo si la industria considera que el costo es la principal limitación del diseño y se centra en la integración con la infraestructura existente. Eso significa ajustar la economía de la planta en consecuencia. Realidad de costos donde se forma el gas solar y el gas de ciclo combinado
Esto será necesario:
- Diseño de controladores y electrónica de potencia para modularidad y mantenimiento.
- Invertir en cadenas de suministro nacionales y de socios antes de que los líderes de China se vuelvan imparables
- Utilizar materiales avanzados para extender la vida útil del equipo y reducir el costo por megavatio hora entregado
La física avanza El capital fluye El camino regulatorio se está aclarando. Que la fusión se convierta en una piedra angular de la red del siglo XXI dependerá de las decisiones que se tomen hoy con respecto a los materiales críticos. cadena de suministro y disciplina de costos
—Shaun Walsh Conviértete en CMO para Nano pico.
