Type One Energy gibt erste realistische, einheitliche Fusionskraftwerks-Entwurfsgrundlage heraus

KNOXVILLE, Tenn.--(BUSINESS WIRE)--Type One Energy gab heute die Veröffentlichung der weltweit ersten umfassenden, in sich schlüssigen und robusten physikalischen Grundlage mit konservativen Entwurfsspannen für ein praktisches Fusions-Pilotkraftwerk bekannt. Diese physikalische Grundlage wird in einer Reihe von sieben von Experten begutachteten wissenschaftlichen Artikeln in einer Sonderausgabe des renommierten Journal of Plasma Physics (JPP) vorgestellt. Sie dienen als Grundlage für das erste Fusionskraftwerkprojekt Infinity Two des Unternehmens, das Type One Energy für den Energieversorger Tennessee Valley Authority (TVA) in den USA entwickelt.

Die physikalische Designgrundlage des Fusions-Pilotkraftwerks Infinity Two berücksichtigt erstmals realistisch die komplexe Beziehung zwischen konkurrierenden Anforderungen an die Plasmaleistung, den Kraftwerksanlauf, die Baulogistik, die Zuverlässigkeit und die Wirtschaftlichkeit unter Nutzung der tatsächlichen Betriebserfahrung mit Kraftwerken. Diese physikalische Basislösung von Infinity Two nutzt die von Natur aus günstigen Betriebseigenschaften der hochoptimierten Stellarator-Fusionstechnologie mit modularen supraleitenden Magneten, wie sie bei der Forschungsanlage W7-X in Deutschland so erfolgreich nachgewiesen wurde.

„Warum sind wir das erste private Fusionsunternehmen mit einer Vereinbarung zur Entwicklung eines potenziellen Fusionskraftwerksprojekts für einen Energieversorger? Weil wir ein Design haben, das in der Realität verankert ist“, sagte Christofer Mowry, CEO von Type One Energy. „Die physikalische Grundlage für Infinity Two basiert auf dem Wissen darüber, was für die Anwendung und Leistung in der anspruchsvollen Umgebung der zuverlässigen Stromerzeugung für das Stromnetz erforderlich ist. Wir haben eine Organisation, die versteht, dass es nicht darum geht, ein wissenschaftliches Projekt zu entwerfen.“

Unter der Leitung von Chris Hegna, der weithin als führender Theoretiker für moderne Stellaratoren anerkannt ist, führte Type One Energy hochpräzise rechnergestützte Plasmaphysik-Analysen durch, um das Risiko bei der Erfüllung der Funktions- und Leistungsanforderungen des Kraftwerks Infinity Two erheblich zu reduzieren. Diese einzigartige und bahnbrechende Leistung ist das Ergebnis eines globalen Entwicklungsprogramms unter der Leitung der Organisation Type One Energy für Plasmaphysik und Stellarator-Technik, zu dem eine breite Koalition von Wissenschaftlern aus nationalen Laboren und Universitäten auf der ganzen Welt maßgeblich beigetragen hat. Das Unternehmen nutzte eine Reihe von Hochleistungsrechenanlagen, darunter auch die leistungsstärksten Supercomputer des US-Energieministeriums, wie den Exascale-Frontier-Rechner am Oak Ridge National Laboratory (ORNL), um seine Stellarator-Physiksimulationen durchzuführen.

„Wir haben uns vor zwei Jahren diesem ehrgeizigen Meilenstein der Kommerzialisierung der Kernfusion verschrieben und heute haben wir ihn erreicht“, sagte John Canik, Chief Science and Engineering Officer von Type One Energy. „Das Team konnte durch die Nutzung unseres Zugangs zu Hochleistungsrechenressourcen effizient tiefgreifende Erkenntnisse in der Plasmaphysik gewinnen, die in die Konstruktion unseres Stellarators Infinity Two einflossen. Dadurch konnte das Team von Type One Energy ein realistisches, integriertes Stellarator-Design vorweisen, das weit über konventionelle Denkweisen und Konzepte hinausgeht, die aus begrenzteren Modellierungsmöglichkeiten abgeleitet wurden.“

Die konsistente und robuste physikalische Lösung für Infinity Two führt zu einem mit Deuterium-Tritium (D-T) betriebenen, brennenden Plasma-Stellarator mit 800 MW Fusionsleistung und liefert eine Nennleistung von 350 MWe an das Stromnetz. Er zeichnet sich durch ein Fusionsplasma mit widerstandsfähigem und stabilem Verhalten über einen breiten Bereich von Betriebsbedingungen, einen sehr geringen Wärmeverlust aufgrund turbulenten Transports sowie tolerierbare direkte Energieverluste an der ersten Wand des Stellarators aus. Der Stellarator Infinity Two bietet genügend Platz für zwei ausreichend dimensionierte Insel-Divertoren zur Ableitung von Heliumasche und eine Hülle, die eine angemessene Abschirmung und Tritiumzucht ermöglicht. Type One Energy ist sehr zuversichtlich, dass diese grundlegende physikalische Lösung eine gute Basis-Stellarator-Konfiguration für das Fusions-Pilotkraftwerk Infinity Two bietet.

„Die Artikel in dieser Ausgabe [von JPP] stellen einen wichtigen Schritt in Richtung eines Fusionsreaktors dar, der auf dem Stellarator-Konzept basiert. Dank jahrzehntelanger Experimente und theoretischer Forschung, von denen viele in JPP veröffentlicht wurden, ist es möglich geworden, die physikalischen Grundlagen für ein Stellarator-Kraftwerk detailliert zu beschreiben“, sagte Per Helander, Leiter der Abteilung Stellarator-Theorie am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. „JPP freut sich sehr, diese Reihe von Artikeln von Type One Energy zu veröffentlichen, in denen dies auf eine Weise erreicht wurde, die neue Maßstäbe für die Genauigkeit und das Vertrauensniveau in diesem Zusammenhang setzt.“

Diese Stellarator-Konfiguration ist für die erfolgreiche Kommerzialisierung von Fusionskraftwerken von großer Bedeutung und hat es Type One Energy ermöglicht, eine Wartungslösung zu entwickeln, die gute Kraftwerkskapazitätsfaktoren (CF) und damit verbundene Stromgestehungskosten (LCOE) unterstützt. Sie unterstützt auch günstige regulatorische Anforderungen an die Komponentenfertigung und die Bauweise von Kraftwerken, die für die Erzielung angemessener Übernachtungskosten (ONC) für Infinity Two unerlässlich sind.

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