27 ژانویه 2025-انرژی همجوشی- برداشت هنرمند از DEMO نیروگاه همجوشی نمایشی اروپا، که امکان‌پذیری همجوشی به‌عنوان منبع انرژی را با تولید برق برای شبکه نشان می‌دهد.اعتبار: کنسرسیوم EUROfusion و F4E
کارل تیشلر از کنسرسیوم تحقیقاتی گداخت اروپایی EUROfusion در مورد پتانسیل انرژی همجوشی در دستیابی به کربن زدایی جهانی بحث می کند.
چشم انداز انرژی با افزایش فوریت برای کاهش انتشار کربن و دستیابی به امنیت انرژی به سرعت در حال تغییر است. انرژی همجوشی که مدت‌ها به عنوان یک رویای علمی دیده می‌شد، اکنون به لحظه‌ای حساس نزدیک می‌شود که می‌تواند چگونگی قدرت ما در جهان را دوباره تعریف کند. با مشارکت قوی بین بخش دولتی و خصوصی، علم و صنعت رویکردهای خود را برای قدرت همجوشی یکپارچه می کنند.
همجوشی به عنوان یک منبع بالقوه انرژی بار پایه پاک و قابل اعتماد، نوید پر کردن شکاف های حیاتی به جا مانده از فناوری های تجدیدپذیر موجود مانند باد و خورشید را دارد. با پیشرفت‌های اخیر و افزایش سرمایه‌گذاری‌ها، انرژی همجوشی به عنوان سنگ بنای ترکیب انرژی آینده، تکمیل انرژی‌های تجدیدپذیر و تغییر مسیر ما به سمت یک سیستم انرژی پایدار و انعطاف‌پذیر ظاهر می‌شود.
بر خلاف منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید و باد که متناوب و وابسته به شرایط آب و هوایی هستند، همجوشی یک منبع ثابت و قابل اعتماد انرژی را فراهم می کند. فرآیند همجوشی، هسته‌های اتمی را با هم ترکیب می‌کند تا مقادیر عظیمی انرژی آزاد کند، درست مانند ستاره‌ها. این فرآیند بدون توجه به شرایط خارجی، پتانسیل تولید برق 24/7 را دارد. سوخت های فیوژن، دوتریوم و تریتیوم، از منابعی مانند آب دریا و لیتیوم به دست می آیند. از آنجایی که همجوشی برای آزاد کردن همان مقدار انرژی به سوخت ده میلیون برابر کمتر از یک نیروگاه زغال‌سنگ نیاز دارد، نه تنها پایدار است، بلکه در برابر خطرات ژئوپلیتیکی و زنجیره تامین مرتبط با سوخت‌های فسیلی نیز ایمن است.
به عنوان یک منبع انرژی، همجوشی ذاتاً ایمن است، بدون انتشار کربن، زباله های هسته ای طولانی مدت و خطر ذوب شدن تولید نمی کند. محصولات جانبی واکنش های همجوشی هلیوم و مواد رادیواکتیو با عمر کوتاه و کم تا متوسط هستند که مدیریت آنها در مقایسه با زباله های سطح بالا از راکتورهای شکافت بسیار آسان تر است. این همجوشی را به عنوان یک منبع انرژی با بار پایه تمیز منحصر به فرد قرار می دهد که می تواند به طور مداوم کار کند، تغییرپذیری سایر انرژی های تجدید پذیر را متعادل کرده و شبکه را تثبیت می کند.
پتانسیل فیوژن فراتر از تولید برق است، زیرا گرمایی تولید می کند که می تواند برای کاربردهای خاصی مانند گرمایش منطقه ای استفاده شود. در حال حاضر، گرمای تولید شده توسط راکتورهای همجوشی برای همه فرآیندهای صنعتی، به ویژه آنهایی که به دمای بسیار بالا نیاز دارند، مانند تولید هیدروژن یا فرآیندهای ساخت پیشرفته، مناسب نیست. این محدودیت به این دلیل به وجود می‌آید که برای حفظ قابلیت اطمینان موادی مانند فولاد یوروفر، یک فولاد فریتی/مارتنزیتی با فعال‌سازی کاهش‌یافته (RAFM) که به‌طور خاص برای محیط‌های همجوشی توسعه یافته است، گرما باید زیر یک آستانه مشخص نگه داشته شود.
با این حال، این محدودیت به موادی که امروزه استفاده می کنیم گره خورده است. در آینده ممکن است مواد مختلفی ساخته شوند که بتوانند دماهای بالاتری را تحمل کنند و در را به روی طیف وسیع تری از کاربردهای صنعتی باز کنند. با پیشرفت‌های علم مواد، این امکان وجود دارد که گرمای تولید شده از همجوشی در فرآیندهای با دمای بالا اعمال شود.
فولاد یوروفر برای تحمل تشعشعات و شرایط دمایی معمولی راکتورهای همجوشی طراحی شده است، که آن را برای اجزای حیاتی مانند پتوی پرورشی و دیویتور ضروری می کند. با این حال، فراتر رفتن از محدودیت‌های دمایی خاص می‌تواند یکپارچگی ساختاری یوروفر را به خطر بیاندازد، که مناسب بودن آن را برای برخی از کاربردهای صنعتی با دمای بالا در مقایسه با گرمای حاصل از راکتورهای شکافت محدود می‌کند. با وجود این، نوآوری های مواد در افق ممکن است راکتورهای همجوشی را قادر به تولید گرمای مناسب برای کاربردهای صنعتی بیشتر کند.
گرمای همجوشی منبع ارزشمندی برای گرمایش منطقه ای و سایر کاربردهای دمای متوسط ارائه می دهد که به کاهش سوخت فسیلی در منازل مسکونی و برخی از محیط های تجاری کمک می کند. همانطور که فناوری‌های مواد تکامل می‌یابند، کاربردهای بالقوه گرمای همجوشی نیز تغییر می‌کند و احتمالاً نقش آن را فراتر از کاربردهای متوسط تبدیل می‌کند و به طیف وسیع‌تری از فرآیندهای صنعتی گسترش می‌یابد.
EUROfusion، برترین کنسرسیوم تحقیقاتی همجوشی اروپا، در خط مقدم این تحول قرار دارد. ماموریت ما فراتر از پیشرفت علم همجوشی است. ما متعهد هستیم برای آوردن همجوشی به بازار به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از سبد انرژی کربن زدایی شده اروپا.
تحقیقات EUROfusion از ITER، بزرگترین آزمایش همجوشی جهان در جنوب فرانسه، که در آن 35 کشور برای نشان دادن امکان علمی و فناوری انرژی همجوشی با یکدیگر همکاری می‌کنند، پشتیبانی می‌کند. کار ما به طور مستقیم به غلبه بر موانع فنی باقیمانده کمک می کند و اطمینان می دهد که همجوشی برای تکمیل منابع انرژی موجود در چند دهه آینده آماده خواهد بود.
رهبری EUROfusion در تحقیقات فیوژن فقط در مورد دستاوردهای علمی نیست. این در مورد ایجاد یک آینده انرژی پایدار و اقتصادی است. نقاط قوت ما در تخصص جهانی، روحیه مشارکتی ما و توانایی ما برای گرد هم آوردن یک جامعه تحقیقاتی منسجم است که اکنون به دنبال گسترش و ایجاد مشارکت های قوی با صنعت و سرمایه گذاری های خصوصی فیوژن به عنوان شرکای برابر است. این رویکرد قبلاً منجر به پیشرفت های قابل توجهی در فیزیک پلاسما، علم مواد و طراحی راکتور شده است و راه را برای تبدیل شدن به یک منبع انرژی عملی و رقابتی همجوشی هموار کرده است.
همانطور که جهان به سمت برق رسانی حرکت می کند، به ویژه در بخش هایی مانند حمل و نقل، صنایع سنگین و مراکز داده، تقاضا برای انرژی قابل اعتماد و پاک تشدید می شود. فیوژن یک هم افزایی منحصر به فرد با انرژی های تجدید پذیر ارائه می دهد. با ارائه توان بار پایه ثابت، همجوشی می‌تواند نیاز به ذخیره‌سازی باتری در مقیاس بزرگ و فن‌آوری‌های متعادل‌سازی شبکه را که پرهزینه و نیازمند منابع هستند، کاهش دهد. این ادغام می تواند منجر به یک سیستم انرژی انعطاف پذیرتر و مقرون به صرفه تر شود، که در آن انرژی های تجدید پذیر قدرت متغیر را ارائه می دهند و همجوشی تامین پایدار را تضمین می کند و عملکرد کلی و قابلیت اطمینان شبکه را بهینه می کند.
در حالی که پتانسیل فیوژن بسیار زیاد است، چالش ها همچنان باقی می مانند. انتقال از راکتورهای آزمایشی به نیروگاه های تجاری نیاز به سرمایه گذاری قابل توجه، وضوح مقررات و نوآوری های تکنولوژیکی مستمر دارد. پیشرفت‌های اخیر، از جمله دستیابی به انرژی خالص – اندازه‌گیری انرژی تولید شده توسط واکنش‌های همجوشی در مقایسه با انرژی تحویل‌شده به سوخت – علاقه و سرمایه‌گذاری جهانی را تقویت کرده است. با این حال، این اندازه گیری هنوز کل انرژی مورد نیاز برای راه اندازی سیستم را در نظر نمی گیرد و نیاز به توسعه بیشتر را نشان می دهد.
EUROfusion متعهد به پرداختن به این چالش‌ها است و از نزدیک با شرکای بین‌المللی در تحقیقات و صنعت همکاری می‌کند تا انرژی همجوشی را از آزمایشگاه به شبکه برق برساند. تلاش‌های ما با اهداف گسترده‌تر جهانی برای دستیابی به بی‌طرفی آب‌وهوایی، با درک این موضوع که تأثیر عمده همجوشی پس از سال 2050 احساس خواهد شد، هماهنگ است. همجوشی آماده است تا به نیازهای رو به رشد انرژی در جهان در حال گذار پاسخ دهد، و تضمین کند که مزایای این فناوری پاک و ایمن در سطح جهانی به اشتراک گذاشته می‌شود، و از عدالت انرژی حمایت می‌کند.
فیوژن نشان دهنده جهش بزرگ بعدی در فناوری انرژی است – جهشی که EUROfusion با چشم انداز، نوآوری و همکاری پیشتاز است. همانطور که در آستانه تحقق پتانسیل فیوژن هستیم، از سیاستگذاران، رهبران صنعت و عموم مردم دعوت می کنیم تا در حمایت از این فناوری انقلابی به ما بپیوندند. فیوژن بیش از یک نقطه عطف علمی است. این آینده انرژی پاک، قابل اعتماد و فراوان است که نسل بعدی و فراتر از آن را نیرو خواهد داد.با همجوشی، ما این فرصت را داریم که انرژی بار پایه را دوباره تعریف کنیم و آینده ای پایدار را برای همه تضمین کنیم.
