تجمع شركة Thea Energy مبلغ 20 مليون دولار من السلسلة A لمحطات توليد الطاقة الاندماجية المستوحاة من البكسل

لبناء محطة طاقة اندماجية، يضطر المهندسون إلى اتخاذ بعض الخيارات الصعبة. هل يتبعون التصميم الأبسط ثم، أثناء التشغيل، يجبرون البلازما على التصرف بحيث لا تنطفئ من تلقاء نفسها؟ أم أنهم يختارون تصميمًا معقدًا يصعب بنائه ولكنه يؤدي إلى بلازما أكثر سعادة؟

أو ماذا لو كانت هناك طريقة للقيام بالأمرين معًا؟

تأمل شركة Thea Energy أن يكون “كلاهما” هو الجواب الصحيح. تراهن الشركة الناشئة على أن البرمجيات يمكن أن تحل محل دقة التصنيع في سعيها لتوفير طاقة اندماج موثوقة وغير مكلفة. لقد جمعت مؤخرًا سلسلة A بقيمة 20 مليون دولار، حسبما علمت TechCrunch حصريًا. قادت Prelude Ventures الجولة بمشاركة 11.2 Capital، وAnglo American، وHitachi Ventures، وLowercarbon Capital، وMercator Partners، وOrion Industrial Ventures، وStarlight Ventures.

هناك طريقتان رئيسيتان لطاقة الاندماج: الحبس بالقصور الذاتي والحبس المغناطيسي. تصدر الأول عناوين الأخبار في نهاية عام 2022 لإثباته أن صافي طاقة الاندماج النووي ليس مجرد خيال علمي، وذلك باستخدام أشعة ليزر ضخمة لتبخير حبيبات وقود الاندماج النووي.

ومع ذلك، تستخدم العديد من الشركات الناشئة بعض الاختلافات في الطريقة الأولى. في الحبس المغناطيسي، يتم احتواء البلازما المحترقة بواسطة مجالات مغناطيسية قوية تنتجها الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية. في توكاماك، التصميمات على شكل كعكة الدونات التي تستخدمها العديد من مشاريع المفاعلات الكبيرة، يجب بناء تلك المغناطيسات بدقة مذهلة حتى تتمكن من احتواء البلازما والاحتفاظ بها في درجة الحرارة المناسبة.

في النجوم، يجب أن تكون المغناطيسات أكثر دقة، لكن العديد من الشركات الناشئة تفضل التصميم لأنه من الأسهل تحقيق بلازما مستقرة فيها. غالبًا ما تتم مقارنة التوكاماك بالكعك الكلاسيكي المرتفع. أحب أن أفكر في النجوم على أنها كعكات دونات قديمة الطراز: ذات شكل غير منتظم، لكنها لا تزال كعكة في القلب.

يتقلب النجم بأكمله ويدور وفقًا لمتطلبات البلازما، والتي يتم حسابها مسبقًا. يأتي الشكل من مغناطيساتهم المشوهة عمدًا، ويتطلب صنع كل مغناطيس بشكل صحيح قدرًا كبيرًا من المعرفة الهندسية والتصنيعية، وكل ذلك يؤدي إلى ارتفاع التكاليف.

أراد فريق Thea Energy بناء نجم، لكنهم لم يرغبوا في التعامل مع كل هذه المتاعب. لذا، بدلًا من ذلك، يستخدمون نهجًا تم تطويره في مختبر فيزياء البلازما في برينستون، والذي يربط مفاعلًا على شكل كعكة الدونات بمجموعة من المغناطيسات فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة العالية والتي يتم التحكم في كل منها بواسطة برنامج. من خلال توسيع وسحب مجالات المغناطيس المختلفة، يمكن للمصفوفة أن تجعل البلازما تتصرف كما لو كانت داخل نجم أكثر تعقيدًا.

لا شيء من هذا بسيط بالطبع. لا شيء في قوة الاندماج بسيط. «إننا لم نتخلص من التعقيد؛ وقال بريان بيرزين، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Thea Energy، لـ TechCrunch: “لم نتخلص من الدقة”. “لكن ما فعلناه هو أننا أخرجنا أكبر قدر ممكن منه من الأجهزة ووضعناه في أنظمة التحكم.”

يقارن بيرزين تصميمه النجمي ذو الملف المستوي بشاشة الكمبيوتر. يشبه كل مغناطيس بكسلًا يمكن التحكم فيه بشكل فردي. نظرًا لأنهم يقومون بإنشاء شكل نجمي، مع ثباته المتأصل، فإن أجهزة الكمبيوتر التي تتحكم بهم لن تكون غريبة. وقال: “نحن نتحدث عن أشياء لا تحتاج حتى إلى مجموعات الخوادم لتشغيلها”. “لا توجد عمليات حسابية قريبة من الوقت الفعلي ضرورية.”

تعتقد ثيا أن أسلوبها أفضل في حصر البلازما من التصاميم المنافسة. قال بيرزين: “بحجم كبير، حبس أفضل”. “يمكنك صنع نجم أكثر دقة مما يمكن أن تحصل عليه باستخدام الملفات المتذبذبة.”

يجب أن يؤدي النهج المعياري إلى تسريع تطوير النظام أيضًا. وتقوم الشركة حاليًا بتصنيع مغناطيسات واسعة النطاق داخل معملها في مدينة جيرسي. وبالمقارنة، فإن المغناطيسات التي ستشكل توكاماك ITER التي يبلغ طولها 64 قدمًا، يتم تجميعها في مستودع مترامي الأطراف في الريف الفرنسي. يمكن اختبار مغناطيس ثيا الصغير في نفس المختبر بشكل فردي وفي مصفوفات صغيرة تحاكي أجزاء من التصميم النهائي.

وقال بيرزين: “يمكننا تكرار عدة أجيال خلال عام واحد دون إنفاق مبلغ باهظ من المال على قطعة واحدة من الأجهزة”.

وتخطط ثيا لبناء مفاعل تجريبي في وقت لاحق من هذا العقد ومحطة تجريبية على نطاق أوسع بقدرة 350 ميجاوات في ثلاثينيات القرن الحالي. وبحلول الوقت الذي يتم فيه ربط عروضها التجارية بالشبكة، فإنها تأمل في إنتاج الطاقة بسعر 50 دولارًا لكل ميجاوات في الساعة. وهذا بالضبط هو الحد الأدنى من الطاقة الشمسية بالإضافة إلى البطارية اليوم، وفقًا لما ذكره لازارد. إنها أغلى قليلاً من محطة توليد الطاقة بالغاز ذات الدورة المركبة اليوم وأقل قليلاً من الفحم. بمعنى آخر، إذا حققت ثيا هدفها، فقد يكون لديها عرض تنافسي بين يديها.

وكما هو الحال مع جميع الشركات الناشئة في مجال طاقة الاندماج، تنطبق نفس التحذيرات: من الصعب جدًا إتقان هذه التكنولوجيا، ومن الصعب جدًا أن لم يقم بها أحد على نطاق تجاري حتى الآن. وبمجرد القيام بذلك، سيكون الأمر يتعلق بكبح التكاليف حتى تتمكن المفاعلات من التنافس مع مصادر الطاقة المتجددة والبطاريات، وكلاهما يستمر في الانخفاض في الأسعار. هناك عدة طرق للقيام بذلك، لكن النهج الذي اتبعته ثيا ذكي بما فيه الكفاية بحيث قد ينجح. تمكنت البرمجيات من السيطرة على الكثير من الصناعات الأخرى. لماذا لا يتم الاندماج أيضًا؟