Мир готовится к термоядерным электростанциям

Конференция вызвала интерес не только узких специалистов, но и ученых-энергетиков со всей страны и из-за рубежа. Фото автора

В МЭИ провели IV международную конференцию «Современные проблемы теплофизики и энергетики». В этом году мероприятие проходило 21–25 октября, оно было посвящено 300-летию Российской академии наук и собрало ведущих ученых, инженеров и специалистов энергетической отрасли для обсуждения новейших исследований и достижений в области теплофизики, термодинамики, энергоэффективности и современных технологий энергетики.

Организаторами конференции выступают Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Российская академия наук, Национальный комитет РАН по тепломассообмену и Национальный исследовательский университет «МЭИ». В числе организаторов находятся также ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев, председатель организационного комитета Алексей Дедов, глава Института проблем энергетики Борис Нигматулин и др.

В ходе конференции участники представляют доклады по таким актуальным темам, как гидродинамика и тепломассообмен, физика плазмы и плазменные технологии, свойства рабочих тел в энергетике, повышение эффективности, надежности и безопасности работы теплоэнергетического оборудования тепловых электростанций (ТЭС) и атомных электростанций (АЭС), цифровизация энергетики.

«Конференция «Современные проблемы теплофизики и энергетики» предоставляет платформу для обсуждения новейших исследований и инновационных решений, которые помогут сформировать устойчивое будущее. В МЭИ мы всегда стремимся к созданию условий для плодотворного диалога и сотрудничества, способствующего развитию отечественной и мировой науки», – выступил с приветственным словом ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев. В рамках мероприятия прошла встреча ректора НИУ «МЭИ» Николая Рогалева с академиками РАН Дмитрием Марковичем, Валерием Стенниковым, Сергеем Филипповым, Сергеем Алексеенко и Олегом Алифановым.

Конференция длилась пять дней, в течение которых проводились тематические круглые столы и панельные дискуссии, а также было представлено более 150 докладов. Итоги мероприятия будут способствовать формированию новых направлений научных исследований и практической реализации результатов в энергетической отрасли.

Итоги мероприятия в МЭИ будут способствовать формированию новых направлений научных исследований. Фото агентства «Москва»

Ядерный синтез обещает почти бесконечную чистую энергию. Несмотря на множество исследовательских проектов по этому вопросу, ученые осторожно относятся к срокам реализации таких инициатив. Вряд ли кто-то ожидает, что энергия термоядерного синтеза сможет менее чем за 30 лет дать больше энергии, чем необходимо для воспламенения и стабилизации плазмы, температура которой превышает 100 млн градусов Цельсия. Это необходимо для того, чтобы атомные ядра сливались в цепной реакции и высвобождали энергию.

Британская компания Tokamak Energy настроена более позитивно. С помощью ядерного реактора яйцевидной формы она хочет добиться чистого прироста энергии в следующем десятилетии. Компания только что завершила инвестиционный раунд, собрав 125 млн долл. Tokamak Energy заявила инвесторам, что пилотная электростанция может быть введена в эксплуатацию уже в 2034 году, сообщило издание The Telegraph.

Ее мощность должна составить 800 МВт. К середине 2030-х годов должен быть достигнут профицит энергии в 85 МВт. По данным компании, этого было бы достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией и обогревом более 70 тыс. американских домов.

Причина, по которой Tokamak Energy хочет достичь этого результата так быстро, что, как ожидается, произойдет в ходе экспериментов стоимостью в миллиарды долларов в международных исследовательских проектах не ранее конца 2039 года, связана с формой реактора. Термоядерные реакторы токамака обычно имеют более D-образную форму. А вот модель от Tokamak Energy имеет форму яйца.

Это конструктивное решение предназначено для достижения более высокого внутреннего сжатия, что положительно влияет на эффективность, стабильность плазмы и экономическую эффективность. С помощью экспериментального реактора ST40 плазма с температурой 100 млн градусов Цельсия была получена уже в 2022 году.

Для пилотной электростанции будет построена более крупная версия реактора. Как и ST40, он будет использовать магниты HTS (высокотемпературные сверхпроводники). Они сохраняют свою сверхпроводимость при температуре выше –196,2 градуса Цельсия. Их по-прежнему необходимо сильно охлаждать, но в меньшей степени, чем обычные сверхпроводники. По данным Tokamak Energy, это делает их более чем в пять раз более энергоэффективными. Технология вселяет уверенность компании в том, что вскоре она сможет получить чистую прибыль от энергетики. Для коммерциализации своей технологии высокотемпературных сверхпроводящих магнитов (как для термоядерных, так и для не термоядерных применений) Tokamak Energy создала дочернее подразделение TE Magnetics.

В компании также уверены, что стоимость такого производства энергии сможет конкурировать с другими вариантами. Первоначальная цель – 70 долл. за мегаватт-час. Опыт, полученный на пилотной установке, будет использован для повышения эффективности и снижения цены до 50 долл. за мегаватт-час. Этого можно достичь только к 2040 году. При такой цене термоядерный синтез будет дешевле, чем обычные атомные электростанции (сейчас около 81 долл.). В зависимости от региона такая установка может даже конкурировать по цене с ветровой и солнечной энергией.