Стартап Thea Energy нацелился на создание инновационной термоядерной электростанции, применяя подход, который объединяет аспекты двух основных методов удержания плазмы: инерционного и магнитного. Основной задачей инженеров является достижение надежной и стабильной работы плазмы, что является ключевым моментом для успешной работы.

Источник: Thea Energy

Инерционное удержание плазмы основано на использовании лазеров, которые испаряют топливную таблетку и создают необходимые условия для термоядерной реакции. Этот метод получил популярность в конце 2022 года, когда было убедительно показано, что это не научная фантастика, а реальная технология.

Магнитное удержание плазмы, в свою очередь, основано на использовании мощных магнитных полей для удержания горящей плазмы внутри реактора. Для создания подходящих магнитных полей используются высокотемпературные сверхпроводники. Они создают магнитные поля различных форм, наиболее распространёнными конструкциями являются токамаки и стеллараторы.

Токамаки — это конструкции в форме пончика, которые широко используются в больших реакторах. Они требуют высокой точности изготовления магнитов, чтобы обеспечить стабильное удержание плазмы и поддерживать её при необходимой температуре. Стеллараторы — это более сложные конструкции, которые предлагают некоторые преимущества в стабилизации плазмы, но требуют ещё более точного изготовления магнитов. Они создаются с намеренно деформированными магнитными полями, и процесс изготовления каждого магнита требует большого количества инженерных и производственных ноу-хау, что увеличивает затраты на производство.

Thea Energy решила построить стелларатор, но хотела избежать сложностей и затрат, связанных с созданием сложных магнитных полей. Вместо этого они использовали подход, разработанный в Принстонской лаборатории физики плазмы. Они оснастили реактор в форме пончика массивом высокотемпературных сверхпроводниковых магнитов, каждый из которых управляется программным обеспечением.

Программное обеспечение контролирует расширение и сжатие магнитных полей различных магнитов в массиве, что позволяет плазме вести себя так же, как если бы она находилась внутри сложного стелларатора. Этот подход позволяет избежать сложных и дорогостоящих процессов изготовления сложных магнитов, которые требуются для стеллараторов.

Создание такой системы представляет собой сложный технический процесс, но команда Thea Energy утверждает, что справилась с вызовом. Как отметил Брайан Берзин, соучредитель и генеральный директор Thea Energy, их подход можно сравнить с плоской катушкой с компьютерным дисплеем, где каждый магнит — это пиксель, управляемый программным обеспечением. Создание формы стелларатора с присущей ему стабильностью позволяет обойтись обычными управляющими компьютерами, без необходимости использования экзотических систем.

Для разработки системы Thea Energy использовала модульный подход, который позволяет ускорить разработку и тестирование системы. В настоящее время компания производит магниты полного масштаба в своей лаборатории в Джерси-Сити. Это сравнимо с процессом сборки магнитов для 64-футового токамака ITER во Франции. Однако, благодаря модульному подходу, Thea Energy может проводить тестирование отдельных магнитов и небольших массивов, имитирующих окончательную конструкцию. Такой подход значительно упрощает процесс разработки и обеспечивает возможность проводить испытания на ранних стадиях.

Развитие термоядерной энергетики потребует огромных усилий и финансовых вложений. Однако команда Thea Energy уверена в потенциале своего подхода и продолжает привлекать инвестиции для дальнейшего развития проекта. Недавно стартап привлёк инвестиции в размере $20 000 000 в рамках серии А. В инвестиционном раунде приняли участие такие компании, как Prelude Ventures, 11.2 Capital, Anglo American, Hitachi Ventures, Lowercarbon Capital, Mercator Partners, Orion Industrial Ventures и Starlight Ventures.

Thea Energy планирует в ближайшие годы построить пилотный реактор, а в 2030-х годах разработать демонстрационную электростанцию мощностью 350 мегаватт. Компания стремится достичь цены производства электроэнергии на уровне $50 за мегаватт-час к моменту реализации коммерческого предложения. По словам представителей компании, это соответствует текущему уровню стоимости солнечной энергии с батареей. В то же время, предлагаемая цена будет немного выше стоимости газовой электростанции с комбинированным циклом и немного ниже стоимости угольной электростанции. Таким образом, если Thea Energy сможет достичь своих целей, то предложит конкурентоспособное решение.

Однако, как и все стартапы в области термоядерной энергетики, Thea Energy сталкивается с одним и тем же вызовом: сложность освоения этой технологии настолько высока, что её коммерческое воплощение до сих пор не удалось никому. Поэтому приходится задумываться о том, как снизить затраты, чтобы реакторы термоядерной энергии могли конкурировать с возобновляемыми источниками энергии и батареями, цены на которые продолжают снижаться.