Ο ιδρυτής της Idealab, Bill Gross, ο συνιδρυτής της Microsoft, Bill Gates, o επενδυτής και επιχειρηματίας Patrick Soon Siong, πολλά ventures capital όπως η Neotribe, αλλά και επιχειρήσεις όπως η εισηγμένη στον NYSE Parsons Corporation με ειδίκευση στις αγορές άμυνας και υποδομών, είναι οι βασικοί υποστηρικτές της startup που υπόσχεται να αλλάξει τον χάρτη της ενέργειας.
Η Heliogen έχει σαν στόχο να μετατρέψει την ηλιακή ενέργεια σε καύσιμο μηδενικών ρύπων CO2, κάνοντας ένα τεράστιο βήμα για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής.
Η εταιρεία πέτυχε πρόσφατα στις εγκαταστάσεις της στο Λάνκαστερ της Καλιφόρνια ένα μοναδικό επίτευγμα: Κατάφερε να « συμπυκνώσει» την ηλιακή ενέργεια σε τέτοιο βαθμό, που επέτρεψε να αναπτυχθούν θερμοκρασίες άνω των 1.000 βαθμών Κελσίου.
Η Heliogen υποστηρίζει ότι σε αυτό ακριβώς το επίπεδο θερμοκρασίας είναι σε θέση να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα σε κρίσιμης σημασίας βιομηχανικές διαδικασίες, όπως η παραγωγή τσιμέντου, χάλυβα και πετροχημικών, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση των ρύπων από αυτές τις δραστηριότητες.
Στοχεύει λοιπόν στη δημιουργία της πρώτης τεχνολογίας που θα μπορεί να αντικαταστήσει σε επίπεδο εμπορικής εκμετάλλευσης/ δραστηριότητας τα ορυκτά καύσιμα με την εξαιρετικά μεγάλη θερμότητα από τον ήλιο.
Η τεχνολογία αυτή αποτελεί σημαντική εξέλιξη στον κλάδο της συμπυκνωμένης ηλιακής ενέργειας.
Στον κλάδο αυτό, ναι μεν εδώ και καιρό έχει επιτευχθεί η παραγωγή ενέργειας, αλλά ποτέ σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες.
Ως εκ τούτου, ο κλάδος μέχρι πρότινος δεν ενδεικνυόταν για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, όπως αυτές της παραγωγής τσιμέντου, χάλυβα και άλλων υλικών, που στην ουσία είναι υπεύθυνες για πάνω από το 1/5 όλων των ρύπων μιας και απαιτούν μεγάλες ποσότητες ορυκτών καυσίμων.
Η καινοτομία της Heliogen
Τα σχέδια της Heliogen περιλαμβάνουν επίτευξη θερμοκρασιών μέχρι και 1.500 βαθμών Κελσίου, όπου μπορεί να επιτευχθεί διάσπαση διοξειδίου του άνθρακα και νερού για την παραγωγή «καυσίμων 100% ελεύθερων από ορυκτά».
Για τους σκοπούς της η εταιρεία χρησιμοποιεί την Τεχνητή Νοημοσύνη μέσω ενός προηγμένου λογισμικού computer vision, που επιτρέπει σε μεγάλο αριθμό καθρεφτών να εστιάζουν το φως του ήλιου σε ένα σημείο.
Σε απλά ελληνικά, η Heliogen χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης για να τοποθετήσει μια τεράστια συστοιχία καθρεφτών σε μια τέτοια θέση, από την οποία όλοι ανακατευθύνουν το ηλιακό φως σε ένα μόνο σημείο, ανεβάζοντας τη θερμοκρασία του σε πάνω από 1000 βαθμούς Κελσίου, ήτοι στο ένα τέταρτο της θερμοκρασίας της επιφάνειας του ήλιου.
Η θερμοκρασία αυτή είναι αρκετά υψηλή για να κατασκευαστούν υλικά όπως ο χάλυβας και το τσιμέντο, γεγονός που εξαλείφει μιας από τις σημαντικότερες πηγές εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει η εταιρεία, στην ουσία δημιούργησε έναν «ηλιακό φούρνο» και ενώ δεν είναι η πρώτη που είχε αυτή την ιδέα, εντούτοις είναι η πρώτη που κατάφερε να πετύχει μια τόσο υψηλή θερμοκρασία, χάρη ακριβώς στην τεχνητή νοημοσύνη, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την τοποθέτηση των καθρεφτών.
Η ομάδα της Heliogen που περιλαμβάνει επιστήμονες και μηχανικούς από το Caltech, το ΜΙΤ και άλλα πανεπιστήμια, υποστηρίζει ότι με θερμοκρασίες από τη θερμική τεχνολογία ηλιακής συμπύκνωσης να υπερβαίνουν τους 1.000 βαθμούς Κελσίου, αν η τεχνολογία υιοθετηθεί ευρέως, θα μπορούσε να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα σε εργοστάσια παραγωγής τσιμέντου, τα οποία ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας υπολογίζει ότι ευθύνονται για το 7% των παγκόσμιων εκπομπών CO2.
Θα είναι άραγε η Heliogen η εταιρεία που θα κάνει την επανάσταση στην μεταποιητική βιομηχανία καθιστώντας την περιβαλλοντικά ουδέτερη;
Ή μήπως θα την ξεπεράσουν οι συμπαίκτες της στο γήπεδο της παραγωγής ενέργειας από την ενέργεια του ήλιου και των αστεριών, την πυρηνική σύντηξη;
Ο ανταγωνισμός
Μέχρι πρότινος η πιο προχωρημένη προσπάθεια παραγωγής ενέργειας από πυρηνική σύντηξη ήταν ο «Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας» με την επονομασία ITER, που κατασκευάζεται στη νότια Γαλλία.
Στην ουσία πρόκειται για την αντίστροφη διαδικασία της πυρηνικής σχάσης, που χρησιμοποιείται στις πυρηνικές βόμβες και τα πυρηνικά εργοστάσια.
Το υδρογόνο θα είναι το καύσιμο για τους αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης και σε αντίθεση με το πλουτώνιο ή του ουράνιο που χρησιμοποιούνται στους πυρηνικούς αντιδραστήρες σχάσης, υπάρχει σε αφθονία παντού και δεν θα είναι ποτέ σε έλλειψη. Επιπλέον, δεν δημιουργεί «αέρια του θερμοκηπίου», ούτε επικίνδυνα ραδιενεργά απόβλητα.
Το project ITER αποτελεί ένα φιλόδοξο πρόγραμμα που έχει σχεδιασθεί για να παράγει 100 μεγαβάτ θερμότητας.
Όμως έχει γνωρίσει διαδοχικές καθυστερήσεις και μεγάλες υπερβάσεις κόστους στην πορεία, ενώ επιπλέον δεν μετατρέπει άμεσα τη θερμότητα σε ηλεκτρισμό, τουλάχιστον όχι ακόμα.
Παρά ταύτα, πρόκειται για μια προσπάθεια υψηλών προσδοκιών, που εκπονείται ήδη από την εποχή του Ψυχρού Πολέμου μεταξύ των κυβερνήσεων του Μιχαήλ Γκορμπατσόφ και του Ρόναλντ Ρέιγκαν.
Περιλαμβάνει ένα δίκτυο 35 χωρών που υπέγραψαν το 2006 συμφωνία ελεύθερης διακίνησης, όχι μόνο των υλικών των αντιδραστήρων, αλλά και των δικαιωμάτων της πνευματικής ιδιοκτησίας, έναντι μέσω της συλλογικής προσπάθειας να αξιοποιηθεί η δύναμη που κάνει τα αστέρια να λάμπουν!
Ο ITER στοχεύει να συνενώσει τα άτομα στους 150 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, μια θερμοκρασία 10 φορές μεγαλύτερη από του ήλιου.
Ο αντιδραστήρας –tokamak- περιλαμβάνει λέιζερ και ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες που είναι διατεταγμένοι γύρω από ένα υπερψυγμένο δοχείο που κρατά το υπερθερμασμένο πλάσμα στη θέση του.
Στην τελική του κατασκευή το μηχάνημα αναμένεται να περιέχει περίπου 10 φορές την ποσότητα του χάλυβα του Πύργου του Άιφελ.
Εαν πετύχει το project, ο ITER θα μετουσιωθεί σε ένα σύμβολο διεθνούς ειρήνης και σταθερότητας, καθώς η ανθρωπότητα θα μπορεί να έχει απεριόριστη ενέργεια χωρίς ενεργειακό αποτύπωμα.
Ενέργεια για πάντα
Το project ITER δεν είναι ο μόνος κυνηγός της ενέργειας των αστεριών. Το 2017 το πανεπιστήμιο MIT ανακοίνωσε τη συνεργασία του με έναν από τους τεχνοβλαστούς του, την αμερικανική εταιρεία Commonwealth Fusion Systems- εφεξής CFS- προκειμένου να αναπτυχθεί σε ορίζοντα 15ετίας η τεχνολογία για την παραγωγή ενέργειας από την πυρηνική σύντηξη.
Η συμμαχία ΜΙΤ-CFS, αρχικά εξασφάλισε χρηματοδότηση 50 εκατομμυρίων δολαρίων από την ιταλική ενεργειακή εταιρεία ΕΝΙ, ενώ τον φετινό Ιούνιο άντλησε χρηματοδότηση 115 εκατομμυρίων δολαρίων από την Khosla Ventures, Safar Partners, Schooner Capital, Starlight Ventures κ.α.
Και αυτή η προσπάθεια βασίζεται στη συγχώνευση ατόμων υδρογόνου, που δημιουργούν το βαρύτερο ήλιο, απελευθερώνοντας παράλληλα μεγάλες ποσότητες «καθαρής» ενέργειας, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε «καθαρό» ηλεκτρισμό χωρίς να απαιτεί καύση -άρα εκπομπές άνθρακα -και χωρίς να μολύνει το περιβάλλον.
H καινοτομία
Η θερμοπυρηνική όμως σύντηξη απαιτεί θερμοκρασίες εκατοντάδων εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, μεγαλύτερων από ό,τι στο κέντρο του Ήλιου, τις οποίες είναι αδύνατο να αντέξει οποιοδήποτε υλικό.
Για να επιτευχθεί αυτό, οι επιστήμονες της CFS σκέφτηκαν να δημιουργήσουν πανίσχυρα μαγνητικά πεδία που θα συγκρατούν στο κενό- χωρίς δηλαδή να αγγίζει τα τοιχώματα του αντιδραστήρα- το καυτό πλάσμα του «καυσίμου» με βάση το υδρογόνο, ή αλλιώς τη «σούπα» των υποατομικών σωματιδίων.
Αυτή είναι και η διαφορά από το project ITER.
Τα νέα υπεραγώγιμα υλικά από το οξείδιο YBCO πάνω στα οποία «εργάζεται» η CFS, αντέχουν μεγάλες θερμοκρασίες και καθιστούν πιο εύκολη τη δημιουργία πανίσχυρων μαγνητών, που είναι ταυτόχρονα μικρότεροι σε μέγεθος, αλλά πιο ισχυροί και ικανοί να συγκρατήσουν το πλάσμα στην καρδιά του θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα.
Αυτό θα επιτρέψει στον αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης όχι μόνο να είναι πολύ μικρότερος σε όγκο σε σχέση με τον αντιδραστήρια του ITER, αλλά και πολύ φθηνότερος και πιο εύχρηστος.
Η εν λόγω υπό ανάπτυξη μονάδα ηλεκτροπαραγωγής από πυρηνική σύντηξη αναμένεται να είναι μόλις το ένα πέμπτο σε μέγεθος σε σχέση με την αντίστοιχη σχεδιαζόμενη μονάδα του ITER και αυτό φυσικά της δίνει ένα μεγάλο συγκριτικό πλεονέκτημα, όταν φθάσει η στιγμή της εμπορικής αξιοποίησης.
Το χρονοδιάγραμμα της επανάστασης
Οι ερευνητές του Κέντρου Επιστήμης Πλάσματος και Σύντηξης του ΜΙΤ και της Commonwealth Fusion Systems σε πρώτη φάση στοχεύουν στη μετατροπή των υπεραγωγών στους ισχυρότερους παγκοσμίως ηλεκτρομαγνήτες υψηλής απόδοσης.
Στη συνέχεια, μέσα στην επόμενη δεκαετία σκοπεύουν να αναπτύξουν τον πρώτο στον κόσμο αντιδραστήρα «τσέπης» πυρηνικής σύντηξης με την ονομασία SPARC ο οποίος θα παράγει περισσότερη θερμική ενέργεια (100 MW) από όση θα καταναλώνει.
Στην λεγόμενη τρίτη φάση, σε 12-15 χρόνια από σήμερα, ελπίζουν να έχουν μετατρέψει τον αντιδραστήρα SPARC σε ένα πιλοτικό εργοστάσιο ισχύος 200 μεγαβάτ, που θα μετατρέπει τη θερμική ενέργεια σε ηλεκτρική και το οποίο θα διασυνδεθεί με το δίκτυο ηλεκτρισμού.
Ο ITER από την άλλη αναμένεται να έχει λειτουργήσει έως το 2035, ενώ η Heliogen σκοπεύει να συμπυκνώσει την ηλιακή ενέργεια και να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα αισθητά νωρίτερα.
Κατά κάποιο τρόπο, έχει ξεκινήσει μια μεγάλη κούρσα ανταγωνισμού ανάμεσα στα μεγαλύτερα μυαλά του κόσμου με επιστράτευση ταυτόχρονα της Τεχνητής Νοημοσύνης.
Οι συμπαίκτες
Υπάρχουν –και υπήρξαν- φυσικά και άλλες προσπάθειες που στοχεύουν στην ανάπτυξη παρεμφερούς τεχνολογίας.
Η βρετανική εταιρεία, Tokamak Energy, προσπαθεί να αξιοποιήσει και αυτή τους νέους υπεραγωγούς, με σαφές βέβαια προβάδισμα της σύμπραξης CFS- ΜΙΤ.
Η Helion Energy, η οποία εδρεύει στο Redmond της Ουάσινγκτον, εργάζεται πάνω στον επιταχυντή εκκίνησης Y Combinator.
Η Helion ισχυρίζεται ότι εργάζεται πάνω σε μια μηχανή σύντηξης 1.000 φορές μικρότερη, 500 φορές φθηνότερη και υλοποιήσιμη 10 φορές πιο γρήγορα από αντίστοιχα έργα.
Έχει λάβει επιχορηγήσεις από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ και χρηματοδότηση από επενδυτές όπως ο Jeff Bezos, ο Peter Thiel και ο Paul Allen, με τον φιλόδοξο στόχο να έχει μια εμπορική μονάδα λειτουργική σε μόλις 5-6 χρόνια.
Η καναδική απάντηση στην αναζήτηση της αιώνιας ενέργειας είναι η General Fusion, με ηχηρά ονόματα μετόχων όπως ο Jeff Bezos-ξανά- η Braemar Energy και η Chrysalix Energy.
Ιδρύθηκε το 2002 και χρησιμοποιεί μια διαφορετική προσέγγιση που αναφέρεται ως μαγνητισμένη στόχευση (MTF).
Χρησιμοποιεί κύματα « κλονισμού» για τη συμπίεση του πλάσματος υδρογόνου σε θερμοκρασίες και πιέσεις σύντηξης και ισχυρίζεται ότι η μέθοδος της θα είναι ταχύτερη, πιο πρακτική και με χαμηλότερο κόστος.
Αποποίηση Ευθύνης: Το υλικό αυτό παρέχεται για πληροφοριακούς και μόνο σκοπούς. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να εκληφθεί ως προσφορά, συμβουλή, ή προτροπή για αγορά ή πώληση των αναφερομένων προϊόντων.
Παρόλο που οι πληροφορίες που περιέχονται, βασίζονται σε πηγές που θεωρούνται αξιόπιστες, καμία διασφάλιση δεν δίνεται ότι είναι ακριβείς ή πλήρεις και δεν θα πρέπει να εκλαμβάνονται ως τέτοιες.