Net Zero Needs Fusion. Mitä sijoittajien tulisi kysyä edelläkävijiltä?

Fuusioenergian tarvetta ei voi liioitella. 27. lokakuuta YK varoitti että "ei ole olemassa uskottavaa tietä 1.5 °C:seen", ja nykyiset politiikat osoittavat katastrofaalisen 2.8 °C:n lämpenemisen vuoteen 2100 mennessä. Fuusio voi olla ainoa hiilidioksiditon energialähde, joka voi tarjota rajoittamattoman perusvoiman ja riittävästi raaka-ainetta kaikki puhdas vety, jota tarvitaan vaikeasti päästöjen vähentämiseen liittyvien teollisuudenalojen hiilestä poistamiseen. Se on kenties ainoa toteuttamiskelpoinen tie Netnolla-päästöihin vuoteen 2050 mennessä.

Fuusiossa on kuitenkin yksi ongelma. Mikään laboratorio tai yritys ei ole tuottanut enemmän energiaa kuin se on käyttänyt fuusioreaktioon, saati sitten kehittänyt järjestelmää, joka voisi toimia kaupallisessa ympäristössä. Ymmärrettävästi sijoittajat ihmettelevät, missä fuusio todella on ja mitkä hankkeet voisivat tarjota tämän monen biljoonan dollarin mahdollisuuden jäljitellä auringon voimaa maan päällä.

Pitkäaikaisena fuusioinvestoijana haluan keskustella siitä, miksi fuusio on tärkeä asia, kuinka edistystä tämä toimiala on saavuttanut ja mitä kysymyksiä taitavien sijoittajien tulisi kysyä fuusioyhtiöiltä.

Miksi fuusio on tärkeä

Tällä hetkellä mikään energiateknologia fuusiota lukuun ottamatta ei osoita potentiaalia korvata fossiilisia polttoaineita. Mikään muu ei näytä pystyvän tyydyttämään maailman kasvavaa energian kysyntää ja toimittamaan ilmastointilaitteita, suolanpoistolaitoksia, sähköajoneuvoja, vihreän vedyn tuotantoa jne. siinä mittakaavassa, jota tarvitsemme energian siirtymiseen ja elämään kuumemmalla ja kuivemmalla planeetalla.

Meidän on tietysti skaalattava tuuli- ja aurinkoenergiaa, mutta niiden maa-, sää- ja energian varastointivaatimukset tarkoittavat, että ne eivät voi mahdollistaa täydellistä energiasiirtymää. Myös ydinfissiolaitokset ovat tärkeitä Net Zerolle, mutta ydinjätteen riskit, onnettomuudet ja aseistautuminen rajoittavat niiden käyttöä.

Mitä tulee vedystä, Bloomberg NEF:n perustaja Michael Liebreich äskettäin kuvitettu Pelkästään lannoitteiden, kemikaalien ja öljynjalostuksessa käyttämämme likaisen vedyn korvaaminen vihreällä vedyllä vaatisi tällä hetkellä 143 % maailman asennetusta aurinko- ja tuulivoimakapasiteetista. Pelottava lausunto. Se ei jättäisi vihreää vetyä käytettäväksi mihinkään muuhun: ei teräksen ja alumiinin tuotantoon, ei sähköverkkojen tasapainottamiseen tai hiilidioksidiin₂ talteenotto ja varastointi, ei meri- ja rautatiekuljetukseen. Vihreää vetyraaka-ainetta ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi ilman fuusiota.

Alan sisäpiiriläiset uskovat, että vuoteen 2050 mennessä fuusiolaitokset voisivat toimittaa 18–44 prosenttia maailman energiasta. Fuusio on siksi yksi aikamme jättiläisimmistä sijoitusmahdollisuuksista. Kun fuusio on kaupallisesti käytössä, se korvaa suurimman osan fossiilisten polttoaineiden teollisuudesta.

Fusionin edelläkävijät

Fuusioteollisuusliitto raportit Yksityiset fuusioyhtiöt ovat keränneet tähän mennessä yli 4.8 miljardia dollaria rahoitusta ja yli kaksinkertaistaneet alan kokonaisrahoituksen viime vuonna. Useat edelläkävijät ovat edistyneet niin teknisesti, että on uskottavaa olettaa, että he tuovat kaupallisen fuusion markkinoille 2030-luvulla. Lista sisältää General Fusionin (jossa olen sijoittaja), Commonwealth Fusion Systemsin, Helionin, TAE Technologiesin, Zap Energyn, General Atomicsin ja First Lightin.

Jokainen näistä fuusioyhtiöistä aikoo avata demonstraatiolaitoksen tämän vuosikymmenen jälkipuoliskolla. Nämä osoittavat, voiko heidän teknologiansa toimia mittakaavassa ja tuottaa nettosähköä.

Jokerimerkki on Kiina, joka kehittää omaa fuusioteknologiaansa. Ilmeisistä syistä länsimaiden hallitukset eivät mieluummin olisi riippuvaisia ​​Kiinasta tämän ratkaisevan teknologian suhteen. Etelä-Ranskassa on myös ITER, kansainvälinen, julkisesti rahoitettu fuusiohanke toivoo toimittaa fuusiovoimaa vuoteen 2045 mennessä.

Kysymyksiä sijoittajien fuusioyhtiöiltä

Haasteena ei ole vain tuottaa nettosähköä, vaan tehdä se kaupallisesti kannattavalla tavalla. Vetyatomien sulattaminen yhteen raskaamman ytimen muodostamiseksi, joka vapauttaa energiaa, vaatii valtavaa painetta ja lämpöä. Auringossa painovoima antaa tarpeeksi voimaa reaktion mahdollistamiseksi. Maapallolla fuusiokoneiden täytyy saavuttaa yli 100 miljoonan asteen lämpötiloja toistaakseen nämä olosuhteet. Sitä on vaikea ylläpitää ja kovaa laitteistolle.

Edelläkävijät ovat joko ratkaisseet tai työskentelevät läpi jäljellä olevat maaperän fuusion esteet. Kiinnostuneiden sijoittajien, jotka ihmettelevät, mitä fuusioprojektia kannattavat, tulee esittää seuraavat kysymykset:

1. Kuinka kestävä kone on? Fuusioreaktiossa syntyneet neutronit osuivat reaktorin metalliseinään, aiheuttaen rakkuloita, kemiallista eroosiota ja epäpuhtauksia, ja lopulta koneen toimintakyvyttömyyttä. Tätä kutsutaan "ensimmäisen seinän ongelmaksi". Yksi ratkaisu on käyttää nestemäistä metalliseinämää, joka ympäröi fuusioreaktiota ja suojaa konetta. Toinen lähestymistapa on ottaa käyttöön polttoaineita, jotka tuottavat vähemmän neutroneja. Näitä ovat protoni-booripolttoaine, joka vaatii vielä korkeampia lämpötiloja fuusion tuottamiseksi, ja deuterium-helium-3, jota ei esiinny luonnossa maapallolla.

2. Kuinka paljon polttoainetta on? Kahden vedyn isotoopin, deuteriumin ja tritiumin, seos ruokkii useimpia fuusioreaktioita. Deuterium saadaan helposti merivedestä. Tritiumia sen sijaan on valmistettava. Joillakin vastustajilla on varoitti että "Ydinfuusio on jo polttoainekriisin edessä". Se ei ole. Edelläkävijät ovat ratkaisseet tämän ongelman integroimalla tritiumin tuotannon fuusioreaktioon. Yksi tapa on käyttää nestemäistä metalliseinää (lyijy-litium), joka on suoraan kosketuksessa fuusioplasman kanssa ja tuottaa tritiumpolttoainetta fuusiokonetta varten. Myös litiumiin perustuvia menetelmiä tritiumin kasvattamiseksi reaktorin ulkopuolella kehitetään.

3. Kuinka tehokas energian muunnos on? Joissakin koneissa nestemäinen metalliseinä imee lämpöä suorassa kosketuksessa fuusioreaktion kanssa. Nestemäinen metalli kulkee lämmönvaihtimen läpi tuottaen höyryä, joka käyttää turbiinia ja tuottaa sähköä - kuten useimmat perinteiset voimalaitokset tekevät. Toinen lupaava lähestymistapa on siepata sähkö suoraan fuusioreaktiossa syntyvistä sähkömagneettisista kentistä.

4. Mitkä lisäjärjestelmän monimutkaisuudet voisivat estää oikea-aikaisen käyttöönoton? Jotkut fuusioyhtiöt pyrkivät käyttämään hyväksi todettua teknologiaa järjestelmiensä reuna-alueilla, kun taas toiset luottavat läpimurtoihin kehittyneiden lasereiden, materiaalien ja suprajohteiden avulla. Niitä käsitellään joissakin kiehtovissa kirjoissa vertaisarvioiduissa aikakauslehdissä, ja se on huolenaihe. Ne ovat lupaavia, mutta todistamattomia. Muista, että kun Tesla esitteli ensimmäiset autonsa, käytännössä kaikki tekniikka oli todistettu. Fuusiosijoittajien on erotettava toisistaan ​​teoreettiset järjestelmät ja ne, jotka käyttävät kriittisiä osia, jotka on testattu todellisissa olosuhteissa.

5. Missä demotehdas ja kaupallistamisstrategia ovat? Parhaat kilpailijat ovat saavuttaneet fuusion laboratoriossa ja osoittaneet ydinteknologiansa ja yksittäiset komponenttinsa testikentillä. Nyt heidän on todistettava, että koko järjestelmä voi toimia esittelytehtaassa mittakaavassa – siis pääomaintensiteetti. Johtavat fuusioyritykset ovat alkaneet kasvattaa ydintiimiä fuusiolaboratorion asiantuntijoista ja tohtoreista insinööritiimillä, joka osaa rakentaa voimalaitoksen. Tämä siirtyminen laboratoriosta tosielämän sovelluksiin ei ole mikään pieni saavutus. Alamme jopa nähdä fuusioyhtiöiden palkkaavan liiketoiminnan kehittämishenkilöstöä ja markkinoivan oikeuksia ensimmäiseen kaupalliseen laitokseen.

6. Mikä on koko? Johtavat fuusioyhtiöt työskentelevät voimaloissa, joiden koko vaihtelee 50 megawatista (MW) 500 megawattiin. Koneen koko on ratkaiseva, koska se vaikuttaa alkuinvestointikustannuksiin. Pienemmät, modulaariset koneet helpottavat yksittäisten laitosten investointipäätösten tekemistä kaupalliseen tuotantolaitokseen. Koko vaikuttaa myös siihen, voidaanko fuusioyksiköitä käyttää sovelluksissa, kuten meriliikenteessä ja muissa vähemmän energiaa kuluttavissa sovelluksissa.

7. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, mikä on arvioitu hinta MWh (megawattitunti) kohden? Fuusioyhtiöt kilpailevat suoraan hiili- ja kaasuvoimaloiden kanssa, jotka tarjoavat perusenergiaa kaikkialla maailmassa. Näin ollen tasoitettujen energiakustannusten (LCOE) on oltava kilpailukykyisiä hiilen kanssa, mikä neuvontayhtiö Lazardin mukaan vaihtelee 65 dollarista/MWh likaisimmin 152 dollariin/MWh integroidulla 90 %:n hiilidioksidin talteenotolla. Fuusiokoneet, jotka käyttävät kalliita, suuritehoisia lasereita tai harvinaisista materiaaleista valmistettuja suprajohtavia magneetteja, voivat kamppailla tämän LCOE:n kanssa. Tosin näiden komponenttien kustannukset laskevat ajan myötä. Fuusiokoneilla, jotka käyttävät mekaanista puristusta (kuten dieselmoottorin mäntiä) tai kineettisiä kiihdyttimiä (periaatteessa kaasukäyttöinen tykki), on todennäköisesti kustannusetu muutaman seuraavan vuosikymmenen aikana.

Aika kohdata musiikkia

Vaikka nämä jäljellä olevat haasteet näyttävät ylitettäviltä, kysymys Kysyin vuosia sitten jäänteitä: Kenellä on rohkeutta rahoittaa esittelylaitokset ja työntää fuusio markkinoille?

Nyt muuttavilla sijoittajilla on mahdollisuus ansaita ylimitoitettua tuottoa. Jotkut edellä mainituista fuusioyhtiöistä ovat edelleen maltillisia. Tietenkin jotkut sijoittajat voivat kamppailla fuusion mahdollisten vaikutusten kanssa olemassa oleviin energiasalkkuihinsa, varsinkin jos niihin kuuluu fossiilisia polttoaineita, tuuli- ja aurinkoenergiaa.

Sanon, että on aika vihdoin kohdata musiikki. Ilmastonmuutoksen uhan ja kasvavan energian kysynnän vuoksi fuusio on ratkaisevan tärkeää, jotta nettonolla saavutetaan vuoteen 2050 mennessä. Mikään muu tekniikka ei voi kilpailla fossiilisten polttoaineiden kanssa, tehdä suurempaa lommoa hiilidioksidissa.₂ päästöjä tai tehdä enemmän poistamaan energiariippuvuus vihamielisistä hallituksista, kuten Putinin Venäjä. Fuusio on pelinvaihtaja, joka voi tehdä energiasta todella paikallista, turvallista ja runsasta. Se ennakoi siirtymistä keskitetystä, itsevaltaisesta energiateollisuudesta paikalliseen, demokraattiseen energiantuotantoon.

Eikä fuusio ole enää 20 vuoden päässä. Kun ensimmäinen fuusiolaitos on kaupallisesti toiminnassa kohtuullisin kustannuksin, siirtyminen voi olla nopeaa. Muista, että auton taustalla olevien teknologioiden kehittäminen kesti vuosisatoja, mutta autojen korvaaminen Lontoossa ja New Yorkissa kesti vain noin vuosikymmenen. Heti kun on olemassa parempi ja halvempi innovaatio, se väistämättä voittaa.

Kova totuus on, että ilman asteittaisia ​​energiainnovaatioita puhaltamme yli 1.5 °C tällä vuosisadalla. Toivotaan, että fuusion kaupallistaminen etenee lämpötiloja nopeammin.