Le DOE accorde 46 millions de dollars à 8 entreprises pour soutenir le développement commercial de l'énergie de fusion

Le département américain de l'énergie (DOE) a annoncé un financement de 46 millions de dollars (DE-FOA-0002809) à huit entreprises faisant progresser la conception et la recherche et le développement de centrales à fusion. Ces lauréats travailleront pour atteindre d'importants jalons techniques et de commercialisation afin de faire progresser la conception réussie d'une usine pilote de fusion (FPP) afin de faire progresser la fusion vers la viabilité technique et commerciale.

Ce financement provient du programme de développement de la fusion basé sur les jalons.

D'ici cinq à 10 ans, les huit lauréats résoudront des défis scientifiques et technologiques pour créer des conceptions pour une usine pilote de fusion qui contribuera à assurer la viabilité technique et commerciale de la fusion.

Ce programme a été partiellement inspiré par le programme Commercial Orbital Transportation Services de la National Aeronautics and Space Administration qui a permis le lancement commercial dans l'espace.

Les lauréats sont :

Commonwealth Fusion Systems (Cambridge, MA). Puissance de fusion commerciale sur une échelle de temps décennale avec la centrale électrique compacte ARC à champ élevé.

Pendant les 18 premiers mois du programme du DOE, les jalons du CFS se concentrent sur son dispositif de fusion d'énergie nette commercialement pertinent, appelé SPARC. SPARC utilise la technologie des aimants supraconducteurs à haute température pour démontrer que la fusion peut fonctionner comme une source d'énergie commerciale pour la première fois de l'histoire à une échelle compacte et rentable. SPARC démontrera l'énergie nette (Q>1) et ouvrira la voie à la préparation de la conception de la centrale électrique. Il montrera à la fois la physique du plasma et de nombreuses technologies et données requises pour la centrale à fusion de l'entreprise, appelée ARC.

Focused Energy Inc. (Austin, TX). Énergie de fusion inertielle avec allumage rapide à protons à gain élevé. Une cible d'allumage rapide est une structure soigneusement composée conçue pour permettre une compression robuste du carburant à des densités élevées tout en permettant la création d'un deuxième faisceau d'ions généré par laser pour déclencher des réactions de fusion dans le carburant.

Princeton Stellarators Inc. (Branchburg, NJ). Usine pilote de fusion Stellarator activée par un réseau de bobines de mise en forme planaire. La technologie de stellarator exclusive de PSI utilise des réseaux d'aimants plans, éliminant les bobines de champ magnétique tridimensionnel d'une complexité prohibitive requises dans toutes les autres architectures de stellarator proposées.

Realta Fusion Inc. (Madison, WI). Le miroir axisymétrique à champ élevé sur un chemin plus rapide vers l'énergie de fusion. Realta, issue d'un projet financé par l'ARPA-e de 10 millions de dollars à l'Université du Wisconsin-Madison, cible la chaleur et l'électricité industrielles comme une première application de sa technologie de fusion dans laquelle la capacité de fonctionner à une large gamme d'échelles est un avantage significatif. Le miroir magnétique compact de Realta produira de l'énergie nette à des échelles plus petites que les systèmes toroïdaux concurrents et a le potentiel d'être un générateur moins coûteux et moins complexe de chaleur et d'électricité sans carbone.

Tokamak Energy Inc. (Bruceton Mills, Virginie-Occidentale). ST-E1 Revue de conception préliminaire pour une usine pilote de fusion. Tokamak Energy est la première entreprise privée de fusion à atteindre une température des ions plasma de 100 millions de degrés Celsius dans son tokamak ST40, le seuil de la fusion commerciale. ST40 a également réalisé le triple produit le plus élevé d'une entreprise privée. Le triple produit est une mesure industrielle largement reconnue de la densité, de la température et du confinement du plasma, collectivement une mesure clé des progrès sur la voie de la réalisation de conditions de fusion commerciales.

Type One Energy Group (Madison, WI). Le chemin Stellarator à haut champ vers l'énergie de fusion commerciale. Le programme de commercialisation FusionDirect de la société tire parti des percées récentes pour poursuivre une voie d'accès à l'énergie de fusion la moins risquée et la plus courte possible. Les améliorations des performances de fusion des stellarators et de la science des plasmas s'associent aux innovations techniques dans la technologie des aimants supraconducteurs à haute température (HTS) et à la fabrication de pointe.

Xcimer Energy Inc. (Redwood City, Californie). Usine pilote IFE avec un conducteur d'excimère à faible coût et à haute énergie et le concept HYLIFE. La fusion laser par confinement inertiel est la seule approche de fusion qui a atteint le seuil de rentabilité scientifique, atteint en décembre 2022 au National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory. L'équipe Xcimer tirera parti de cette réalisation et des progrès significatifs réalisés par la communauté de la fusion laser pour faire progresser l'IFE.

La technologie de Xcimer est rendue possible par des innovations lancées à l'origine pour les applications de sécurité nationale, qui réduisent considérablement le coût du système laser traditionnellement considéré comme le composant le plus cher d'une centrale électrique IFE. Un laser à faible coût permet une production économique d'énergies laser de dizaines de mégajoules, ce qui permet une mise à l'échelle directe du mécanisme d'allumage du point chaud éprouvé au NIF vers des capsules de carburant plus grandes, plus fiables et à rendement plus élevé.

La production d'énergie plus élevée des capsules plus grandes permet le fonctionnement d'une centrale électrique à un taux de répétition inférieur à un coup par seconde, réduisant considérablement les risques d'ingénierie par rapport aux autres concepts IFE. Ensemble, ces innovations permettent l'adoption du concept de chambre HYLIFE bien étudié développé au Lawrence Livermore National Laboratory, qui permet une durée de vie de 30 ans sans remplacement de la première paroi et les défis associés de génération de déchets et de R&D en science des matériaux.

Zap Energy Inc. (Everett, WA). Développement d'une conception d'usine pilote de fusion basée sur un pincement en Z stabilisé par écoulement cisaillé. La fusion Z-pinch stabilisée par flux cisaillé ne nécessite pas d'aimants, de cryogénie ou de lasers haute puissance. Zap Energy confine le plasma en utilisant le champ magnétique généré par un puissant courant électrique dans le plasma (Z-pinch) au lieu d'utiliser des aimants externes.

Alors que la fusion Z-pinch a été testée dès les années 1950, les chercheurs ont été bloqués par la rapidité avec laquelle les plasmas se sont éteints. Zap Energy résout ce problème grâce à la stabilisation du flux cisaillé, une innovation de la physique des plasmas qui peut théoriquement prolonger la durée de vie d'un plasma Z-pincé presque indéfiniment.

Le financement total de 46 millions de dollars est pour les 18 premiers mois, avec des fonds provenant des exercices 2022 et 2023. Les projets peuvent durer jusqu'à cinq ans, le financement de l'année supplémentaire étant subordonné aux crédits du Congrès et la participation continue des équipes à des progrès satisfaisants dans le respect des étapes négociées.

Publié le 04 juin 2023 dans Contexte de marché, Fusion, Nucléaire | Lien permanent | Commentaires (1)