DOE vergibt 46 Millionen US-Dollar an 8 Unternehmen zur Unterstützung der kommerziellen Entwicklung von Fusionsenergie

Das US-Energieministerium (DOE) kündigte eine Finanzierung in Höhe von 46 Millionen US-Dollar (DE-FOA-0002809) für acht Unternehmen an, die Entwürfe sowie Forschung und Entwicklung für Fusionskraftwerke vorantreiben. Diese Preisträger werden daran arbeiten, wichtige technische und kommerzielle Meilensteine ​​zu erreichen, um den erfolgreichen Entwurf einer Fusionspilotanlage (FPP) voranzutreiben, um die Fusion in Richtung technischer und kommerzieller Machbarkeit zu bringen.

Diese Finanzierung erfolgt aus dem Milestone-Based Fusion Development Program.

Innerhalb von fünf bis zehn Jahren werden die acht Preisträger wissenschaftliche und technologische Herausforderungen lösen, um Entwürfe für eine Fusionspilotanlage zu entwickeln, die dazu beitragen werden, die Fusion sowohl technisch als auch kommerziell realisierbar zu machen.

Dieses Programm wurde teilweise vom Commercial Orbital Transportation Services-Programm der National Aeronautics and Space Administration inspiriert, das dazu beitrug, den kommerziellen Start in den Weltraum zu ermöglichen.

Die Preisträger sind:

Commonwealth Fusion Systems (Cambridge, MA). Kommerzielle Fusionsenergie auf einer dekadischen Zeitskala mit dem kompakten Hochfeld-ARC-Kraftwerk.

In den ersten 18 Monaten des DOE-Programms konzentrieren sich die CFS-Meilensteine ​​auf das kommerziell relevante Nettoenergie-Fusionsgerät namens SPARC. SPARC nutzt die Hochtemperatur-Supraleiter-Magnettechnologie, um zu demonstrieren, dass Fusion zum ersten Mal in der Geschichte als kommerzielle Energiequelle in kompaktem und kostengünstigem Maßstab funktionieren kann. SPARC wird Nettoenergie (Q>1) demonstrieren und den Weg für die Planungsreife von Kraftwerken ebnen. Es wird sowohl die Plasmaphysik als auch viele der Technologien und Daten zeigen, die für das Fusionskraftwerk des Unternehmens namens ARC erforderlich sind.

Focused Energy Inc. (Austin, TX). Trägheitsfusionsenergie mit schneller Protonenzündung mit hoher Verstärkung. Ein schnelles Zündziel ist eine sorgfältig zusammengesetzte Struktur, die eine robuste Verdichtung des Brennstoffs auf hohe Dichten ermöglicht und gleichzeitig die Erzeugung eines zweiten lasererzeugten Ionenstrahls ermöglicht, der Fusionsreaktionen im Brennstoff auslöst.

Princeton Stellarators Inc. (Branchburg, NJ). Pilotanlage zur Stellarator-Fusion, ermöglicht durch eine Reihe planarer Formungsspulen. Die proprietäre Stellarator-Technologie von PSI nutzt Anordnungen planarer Magnete, wodurch die unerschwinglich komplexen dreidimensionalen Magnetfeldspulen entfallen, die in allen anderen vorgeschlagenen Stellarator-Architekturen erforderlich sind.

Realta Fusion Inc. (Madison, WI). Der axialsymmetrische Hochfeldspiegel auf einem schnelleren Weg zur Fusionsenergie. Realta, das aus einem 10 Millionen US-Dollar teuren ARPA-e-finanzierten Projekt an der University of Wisconsin-Madison hervorgegangen ist, zielt auf industrielle Wärme- und Stromerzeugung als frühe Anwendung für seine Fusionstechnologie ab, bei der die Fähigkeit zum Betrieb in einem breiten Spektrum von Größenordnungen gegeben ist erheblicher Vorteil. Der kompakte Magnetspiegel von Realta wird Nettoenergie in kleineren Maßstäben erzeugen als konkurrierende Ringkernsysteme und hat das Potenzial, ein kostengünstigerer und weniger komplexer Generator für CO2-freie Wärme und Strom zu sein.

Tokamak Energy Inc. (Bruceton Mills, WV). ST-E1 Vorläufige Entwurfsprüfung für eine Fusions-Pilotanlage. Tokamak Energy ist das erste private Fusionsunternehmen, das in seinem ST40-Tokamak eine Plasmaionentemperatur von 100 Millionen Grad Celsius erreicht, die Schwelle für kommerzielle Fusion. ST40 erreichte außerdem das höchste Dreifachprodukt eines Privatunternehmens. Das Triple-Produkt ist ein in der Industrie weithin anerkanntes Maß für Plasmadichte, Temperatur und Einschluss und insgesamt ein Schlüsselmaß für den Fortschritt auf dem Weg zur Realisierung kommerzieller Fusionsbedingungen.

Type One Energy Group (Madison, WI). Der Weg des Hochfeld-Stellarators zur kommerziellen Fusionsenergie. Das FusionDirect-Kommerzialisierungsprogramm des Unternehmens nutzt die jüngsten Durchbrüche, um einen Weg zur Fusionsenergie mit dem geringsten Risiko und dem kürzesten Zeitplan zu verfolgen. Verbesserungen der Stellarator-Fusionsleistung und der Plasmawissenschaft gehen Hand in Hand mit technischen Innovationen in der Hochtemperatur-Supraleitungs-Magnettechnologie (HTS) und fortschrittlicher Fertigung.

Xcimer Energy Inc. (Redwood City, CA). IFE-Pilotanlage mit einem kostengünstigen, energiereichen Excimer-Treiber und dem HYLIFE-Konzept. Die Laser-Inertial-Confinement-Fusion ist der einzige Fusionsansatz, der die wissenschaftliche Gewinnschwelle erreicht hat, die im Dezember 2022 an der National Ignition Facility des Lawrence Livermore National Laboratory erreicht wurde. Das Xcimer-Team wird diese Errungenschaft und die erheblichen Fortschritte der Laserfusionsgemeinschaft nutzen, um IFE voranzutreiben.

Die Technologie von Xcimer basiert auf Innovationen, die ursprünglich für nationale Sicherheitsanwendungen entwickelt wurden und die die Kosten des Lasersystems, das herkömmlicherweise als teuerste Komponente eines IFE-Kraftwerks gilt, erheblich senken. Ein kostengünstiger Laser ermöglicht die wirtschaftliche Produktion von Laserenergien von mehreren zehn Megajoule, was eine direkte Skalierung des am NIF bewährten Hotspot-Zündmechanismus auf größere, zuverlässigere und ertragreichere Treibstoffkapseln ermöglicht.

Die höhere Energieabgabe größerer Kapseln ermöglicht den Betrieb eines Kraftwerks mit einer Wiederholungsrate von weniger als einem Schuss pro Sekunde, wodurch das technische Risiko im Vergleich zu anderen IFE-Konzepten erheblich reduziert wird. Zusammen ermöglichen diese Innovationen die Übernahme des gut untersuchten HYLIFE-Kammerkonzepts, das am Lawrence Livermore National Laboratory entwickelt wurde und eine 30-jährige Lebensdauer der Anlage ohne Austausch der ersten Wand und die damit verbundenen Herausforderungen in Bezug auf Abfallerzeugung und materialwissenschaftliche Forschung und Entwicklung ermöglicht.

Zap Energy Inc. (Everett, WA). Entwicklung eines Fusions-Pilotanlagendesigns basierend auf einem scherströmungsstabilisierten Z-Pinch. Die durch Scherströmung stabilisierte Z-Pinch-Fusion erfordert keine Magnete, Kryotechnik oder Hochleistungslaser. Zap Energy begrenzt das Plasma mithilfe des Magnetfelds, das durch einen starken elektrischen Strom im Plasma erzeugt wird (Z-Pinch), anstatt externe Magnete zu verwenden.

Während die Z-Pinch-Fusion bereits in den 1950er-Jahren getestet wurde, waren die Forscher davon abgehalten, wie schnell die Plasmen verpufften. Zap Energy löst dieses Problem durch Scherströmungsstabilisierung – eine Innovation der Plasmaphysik, die theoretisch die Lebensdauer eines Z-geklemmten Plasmas nahezu unbegrenzt verlängern kann.

Die Gesamtfinanzierung in Höhe von 46 Millionen US-Dollar ist für die ersten 18 Monate vorgesehen, wobei die Mittel aus den Geschäftsjahren 2022 und 2023 stammen. Projekte können eine Laufzeit von bis zu fünf Jahren haben, wobei die Finanzierung für das Folgejahr von den Mittelzuweisungen des Kongresses abhängt und die weitere Teilnahme der Teams davon abhängt, ob sie zufriedenstellend sind Fortschritte bei der Erreichung der ausgehandelten Meilensteine.

Gepostet am 04. Juni 2023 in Fusion, Markthintergrund, Kernenergie | Permalink | Kommentare (1)