Voimayksiköitä sisältävät siipipinot toimittavat valtavia energiapulsseja Helionin Polaris-fuusiogeneraattoriin. (Kuva: Helium)
EVERETT, Wash. — Everettin teollisuusalueella on neliö, ikkunaton rakennus nimeltä Ursa. Rakennuksen sisällä on holvi, joka on rakennettu enintään 5 jalkaa paksuista betonilohkoista ja lisäkerroksella säteilyä absorboivaa muovia. Holvin sisällä on Polaris, kone, joka voi muuttaa maailman.
Helion Energy yrittää jäljitellä fysiikkaa, joka käyttää aurinkoa ja tähtiä (siis taivaallinen nimeämisasia) tuottaakseen lähes rajattomasti energiaa maapallolle fuusioreaktioiden kautta.
Yhtiö kutsui äskettäin pienen joukon toimittajia vierailemaan pääkonttoriinsa katsomaan Polarista, joka on sen fuusiogeneraattorin seitsemäs versio ja Orion-nimisen kaupallisen laitoksen prototyyppi, joka alkoi rakentaa tänä kesänä Malagassa, Washingtonin keskustassa.
David Kirtley, Helionin toimitusjohtaja Malagassa, Washingtonissa, jossa yritys murtautui tänä kesänä suunnitellussa kaupallisessa fuusiolaitoksessaan. (LinkedIn kuva)
Harvoille Helionin ulkopuolisille ihmisille on annettu tämä pääsy; Valokuvaaminen ei ollut sallittua.
“Käytämme tällä hetkellä näitä järjestelmiä 100 miljoonassa asteessa, noin 10 kertaa auringon lämpötilassa, ja puristamme niitä korkeaan paineeseen… samaan paineeseen kuin Mariana-haudon pohjassa”, sanoi Helionin toimitusjohtaja ja perustaja David Kirtley viitaten valtameren syvimpään kohtaan.
Polaris ja sen holvi vievät suhteellisen pienen tilan Ursassa. Suurin osa tilasta on 2500 voimayksikön käytössä. Ne on konfiguroitu 4 jalan korkeuteen 4 jalan kuormalavoilla, rivissä ja pinottu seitsemän korkeuteen. Yksiköt on varustettu verkosta ladattavilla kondensaattoreilla tuottamaan erittäin korkean intensiteetin sähköpulsseja (100 gigawatin huipputeho), jotka luovat fuusioreaktioihin tarvittavat lämpötilat ja paineet.
Kaikki tämä energia kuljetetaan kilometrien pituisten koaksiaalikaapeleiden läpi, jotka on täytetty kuparilla, alumiinilla ja mukautetuilla metalliseoksilla. Päästä päähän kaapelit ulottuvat Washingtonin osavaltion halki ja takaisin, noin 720 mailia. Ne virtaavat paksuina mustina nippuina lavoilta holviin. Ne käpertyvät maassa jättimäisinä pinoina ennen yhdistämistä 60 jalkaa pitkään, putkimaiseen Polaris-generaattoriin.
Perimmäisenä tavoitteena on, että generaattori pakottaa kevyet ionit sulautumaan ja luo superkuuman plasman, joka laajenee ja työntää ympärilleen magneettikentän. Tämän laajennuksen tuottama energia vangitaan suoraan ja kuljetetaan kondensaattoreihin niiden lataamiseksi ja prosessin toistamiseksi yhä uudelleen ja uudelleen.
Ja pieni määrä fuusion tuottamaa ylimääräistä energiaa menee sähköverkkoon muiden käytettäväksi, tai ainakin se on tulevaisuuden suunnitelma.
“Aggressiivinen kannattaa olla”
Helion rakentaa fuusiogeneraattoreita, jotka hajottavat deuteriumin ja helium-3:n isotooppeja superlämmössä ja superkorkeassa paineessa energian tuottamiseksi. (Kuva heliumista)
Helion on kilpailija maailmanlaajuisessa kilpailussa fuusiovoiman tuottamisesta nopeasti kasvavaan sähkön kysyntään, jota ohjaavat osittain datakeskukset ja tekoäly. Toistaiseksi kukaan ei ole kyennyt tuottamaan ja sieppaamaan tarpeeksi energiaa fuusiosta prosessin kaupallistamiseksi, mutta kymmenet yritykset, mukaan lukien kolme muuta kilpailijaa Tyynenmeren luoteisosassa, yrittävät.
Yhtiön tavoitteena on aloittaa sähköntuotanto vuonna 2028 Malagan tehtaalla, jonka Microsoft on suostunut ostamaan. Jos se saavuttaa tämän erittäin kunnianhimoisen tavoitteen (ja monet ovat hyvin skeptisiä), se voi olla ensimmäinen yritys maailmassa, joka tekee niin.
“On olemassa tietty riski olla aggressiivinen ohjelman kehittämisen, uusien teknologioiden ja aikataulujen suhteen”, Kirtley sanoi. “Mutta mielestäni se on sen arvoista. Fuusio on sama prosessi kuin tähdissä. Se lupaa erittäin edullista, puhdasta, turvallista, peruskuormitettua, aina päällä olevaa sähköä. Joten kannattaa olla aggressiivinen.”
Jotkut alan toimijat ovat huolissaan Helionin epäonnistumisesta ja kyseenalaistavat alan, joka tekee lujasti töitä todistaakseen itsensä. Kesäkuun tapahtumassa fuusiokilpailija Zap Energyn tutkimus- ja kehitysjohtaja kyseenalaisti Helionin määräajan.
“En näe kaupallista sovellusta tapahtuvan lähivuosina”, Ben Levitt sanoi. “On vielä paljon monimutkaista tiedettä ja tekniikkaa löydettävänä ja soveltamatta.”
Muut ovat valmiita hyväksymään vedon. Helion on kerännyt yli miljardi dollaria sijoittajilta, mukaan lukien SoftBank, Lightspeed Venture Partners ja Sam Altman, OpenAI:n toimitusjohtaja ja toinen perustaja sekä Helionin pitkäaikainen hallituksen puheenjohtaja. Yritys voi saada lisää 1,8 miljardia dollaria, jos se saavuttaa Polariksen virstanpylväät.
Generaattori on ollut käynnissä joulukuusta lähtien ympäri vuorokauden, viisi päivää viikossa, aiheuttaen sulamista, Kirtley sanoi.
Virta ilman sytytystä
Osa Trentasta, Helionin kuudennesta fuusiogeneraattorin prototyypistä, joka ei ole enää käytössä. (GeekWire File Photo / Lisa Stiffler)
Helion on erittäin varovainen (jotkut sanovat liian varovainen) jakaessaan yksityiskohtia edistymisestään. Helionin viranomaiset sanovat, että heidän on pidettävä teknologiansa salassa, koska kiinalaiset kilpailijat ovat varastaneet osia heidän immateriaalioikeuksistaan; Kriitikot sanovat, että salassapito vaikeuttaa tiedeyhteisön todentamaan mahdollisuuksiaan menestyä erittäin vaarallisella ja erittäin teknisellä alalla.
Elokuussa Kirtley jakoi verkkojulkaisun Helionin energiantuotantostrategiasta, joka muuttaa perinteisen lähestymistavan.
Useimmat yritykset pyrkivät syttymään fuusiogeneraattoreissaan, mikä on tila, jossa reaktiot tuottavat enemmän energiaa kuin on tarpeen fuusion tapahtumiseen. Tämä saavutus saavutettiin ensimmäisen kerran Kalifornian kansallisessa laboratoriossa vuonna 2022, mutta se ei silti riittänyt sähkön kytkemiseen verkkoon.
Helion ei tähtää sytytykseen, vaan järjestelmään, joka on niin tehokas, että se pystyy sieppaamaan tarpeeksi energiaa fuusiosta saavuttamatta tätä tilaa.
Kirtley vertaa energiantuotantostrategiaa sähköajoneuvojen regeneratiiviseen jarrutukseen. Yksinkertaisesti sanottuna sähköajoneuvon akku saa auton liikkumaan, ja kuljettajan regeneratiivinen jarrutus palauttaa energiaa akkuun pidentääkseen sen käyttöä. Fuusiogeneraattorissa kondensaattorit antavat alkutehon ja fuusioreaktio täydentää energiaa ja sitten jonkin verran.
“Voimme hyödyntää sähköä korkealla hyötysuhteella”, Kirtley sanoi. Verrattuna muihin kaupallisiin fuusiomenetelmiin “tarvitsemme paljon vähemmän fuusiota. Fuusio on vaikein osa. Tavoitteeni on ironista kyllä tehdä mahdollisimman vähän fuusiota, jotta voimme toimittaa tuotteen asiakkaalle ja tuottaa sähköä.”
Polarisissa, Helionin seitsemännessä fuusiolaitteen prototyypissä, syntyneen superkuuman plasman hehku. (Kuva: Helium)