A Type One Energy anunciou hoje a publicação da primeira base física abrangente, autoconsistente e robusta do mundo, com margens de projeto conservadoras, para uma usina-piloto de energia de fusão prática. Essa base física é apresentada em uma série de sete artigos científicos revisados por pares em uma edição especial do prestigiado Journal of Plasma Physics (JPP). Esses artigos servem como base para o primeiro projeto de usina de energia de stellarator Infinity Two da empresa, que a Type One Energy está desenvolvendo para a empresa de serviços públicos Tennessee Valley Authority (TVA), nos EUA.
A base do projeto físico da usina-piloto de fusão Infinity Two considera de forma realista, pela primeira vez, a complexa relação entre os requisitos concorrentes de desempenho de plasma, inicialização da usina, logística de construção, confiabilidade e economia, utilizando a experiência real de operação da usina. Essa solução física de linha de base do Infinity Two faz uso das características operacionais inerentemente favoráveis da tecnologia de fusão de estelar altamente otimizada usando ímãs supercondutores modulares, como foi comprovado com tanto sucesso na máquina científica W7-X na Alemanha.
“Por que somos a primeira empresa privada de fusão com um acordo para desenvolver um potencial projeto de usina de energia de fusão para uma concessionária de energia? Porque temos um projeto ancorado na realidade”, disse Christofer Mowry, CEO da Type One Energy. “A base física do Infinity Two está fundamentada no conhecimento do que é necessário para sua aplicação e desempenho no exigente ambiente de geração elétrica confiável para a rede de energia. Temos uma organização que entende que isso não se trata de projetar um experimento científico”.
Liderada por Chris Hegna, amplamente reconhecido como um dos principais teóricos em stellarators modernos, a Type One Energy realizou análises de física de plasma computacional de alta fidelidade para reduzir substancialmente o risco de atender aos requisitos funcionais e de desempenho da usina Infinity Two. Essa conquista única e transformadora é resultado de um programa de desenvolvimento global liderado pela organização de física de plasma e engenharia de stellarators da Type One Energy, com contribuições significativas de uma ampla coalizão de cientistas de laboratórios nacionais e universidades de todas as partes do mundo. A empresa utilizou um conjunto de instalações de computação de alto desempenho, incluindo acesso aos supercomputadores mais avançados do Departamento de Energia dos EUA, como a máquina exascale Frontier no Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), para realizar suas simulações de física de stellarators.
“Nós nos comprometemos com esse ambicioso marco de comercialização da fusão há dois anos e, hoje, o cumprimos”, disse John Canik, diretor de Ciência e Engenharia da Type One Energy. “A equipe conseguiu desenvolver de forma eficiente conhecimentos aprofundados sobre a física do plasma para orientar o projeto do nosso stellarator Infinity Two, aproveitando o acesso a recursos de computação de alto desempenho. Isso permitiu que a equipe da Type One Energy demonstrasse um design realista e integrado de stellarator, que vai muito além do pensamento convencional e dos conceitos derivados de capacidades de modelagem mais limitadas”.
A solução consistente e robusta de física para o Infinity Two resulta em um stellarator (fusão estelar) de plasma ardente alimentado por deutério-trítio (D-T), com 800 MW de potência de fusão e que fornece 350 MWe nominaisàrede elétrica. É caracterizado por um plasma de fusão com comportamento resiliente e estável em uma ampla faixa de condições operacionais, perdas de calor muito baixas devido ao transporte turbulento, como também perdas de energia direta toleráveis para a primeira parede do stellarator. O stellarator Infinity Two possui espaço suficiente para desviadores divertores em ilhas adequadamente dimensionados para a exaustão cinzas de hélio e um revestimento que fornece blindagem adequada e produção de trítio. A Type One Energy tem alta confiança de que essa solução de física essencial fornece uma configuração base sólida de stellarator para a usina-piloto de energia de fusão Infinity Two.
“Os artigos desta edição [do JPP] representam um passo importante rumo a um reator de fusão baseado no conceito de stellarator. Graças a décadas de experimentos e pesquisas teóricas, muitas delas publicadas no JPP, tornou-se possível estabelecer a base física para uma usina de energia stellarator com um nível considerável de detalhamento”, disse Per Helander, chefe da Divisão de Teoria de Stellarators do Instituto Max Planck de Física de Plasma. “O JPP tem grande satisfação em publicar esta série de artigos da Type One Energy, nos quais esse objetivo foi alcançado de uma forma que estabelece novos padrões de precisão e nível de confiança nesse contexto”.
Importante para a comercialização bem-sucedida da usina de fusão, essa configuração do stellarator (fusão estelar) permitiu que a Type One Energy arquitetasse uma solução de manutenção que suporta bons fatores de capacidade (CF) da usina e o custo nivelado de eletricidade (LCOE) associado. Ela também suporta requisitos regulatórios favoráveis para a fabricação de componentes e métodos de construção de usinas de energia essenciais para alcançar um custo noturno (ONC) razoável para a Infinity Two.
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