Why (nuclear) fusion?

thebulletin.org

Robert J. Goldston

The 2014 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Fifth Assessment Report included publication on the web of a wide range of scenarios for the future, produced by energy and environment modelers from all over the world. If we select an  internationally coordinated set of scenarios that are consistent with a temperature rise of less than 2 degrees Celsius (3.6 degrees Fahrenheit) above the pre-industrial era—the upper-limit goal of the Paris Climate Accords—and average their projections, we find the projection for future electricity production in the table below, shown in units of annually averaged gigawatts electrical <GWe>.

IPCC Projected Worldwide Annually Averaged Electrical Power Production <GWe>

2020 2050 2100
Solar 30 650 3720
Nuclear 400 1120 2230
Wind 150 930 2170
Biomass 40 540 1500
Hydro 410 640 850
Coal + Oil 920 860 770
Gas 780 980 620
Geothermal 30 84 100
Total 2770 5800 11900

This IPCC-based mean scenario relies heavily on solar and wind, which vary strongly on a daily and seasonal basis. By the time these intermittent energy sources become dominant, later in the century, we may well have developed the capability to mitigate their daily variation using energy storage. Seasonal variation, however, is hundreds of times harder to compensate, and it is difficult to imagine how this can be done effectively. As solar and wind grow in scale they will need to occupy sites with higher variability, and when they become a large fraction of the energy supply, later in the century, the costs associated with their variability will grow.

Tiếp tục đọc “Why (nuclear) fusion?”

Bao giờ có nhà máy năng lượng nhiệt hạch đầu tiên thế giới?

Trần Văn Đạt, Ph. D.

Mekong-cuulong blog

.

Hình 1: Nhà máy Thử nghiệm Nhiệt hạch Quốc tế đã được hoàn thành phân nửa. Ở đây, lò phản ứng Tokamak sẽ chứa nhiệt hạch nóng 10 lần hơn mặt trời khi được hoàn thành vào năm 2025 (ITER).

1/ Mở đầu:

Theo báo cáo Triển vọng Năng lượng Quốc tế 2017 của cơ quan Quản lý Thông tin Năng lượng (Energy Information Administration – EIA), Hoa Kỳ, dân số thế giới sẽ tăng trưởng đến 9 tỷ người trong 2040 và nhu cầu năng lượng toàn cầu cũng tăng thêm 45%. Năm 2015, nguồn năng lượng hóa thạch chỉ thỏa mãn 66,6% nhu cầu, nhưng ngày càng khan hiếm và gây ra nạn ô nhiễm môi trường đáng lo ngại. Nguồn năng lượng nguyên tử còn giới hạn, chỉ cung cấp 10,6% tổng nhu cầu thế giới, chưa kể đến mối nguy hiểm tiềm tàng từ loại năng lượng này. Còn các nguồn năng lượng sạch, tái tạo như khí hydro, sức gió, ánh sáng mặt trời, một số loài thảo mộc có dầu, ngũ cốc, rong rêu… đang được khai thác nhưng chỉ chiếm 22,8%. Do đó, một số nhà khoa học và công nghiệp năng lượng chú ý tới một loại năng lượng thật sạch, bền vững và phong phú, nhưng còn tốn kém và nhứt là công nghệ, thiết bị sản xuất chưa sẵn sàng. Đó là năng lượng nhiệt hạch. Dù vậy, nhiều nhà lãnh đạo thế giới và khoa học gia đã quan tâm đến tương lai và đang đầu tư cho ngành năng lượng triển vọng này nhằm hướng về các thế hệ mai sau và đồng thời mở ra kỷ nguyên năng lượng mới. Tiếp tục đọc “Bao giờ có nhà máy năng lượng nhiệt hạch đầu tiên thế giới?”

Nuclear Fusion Power

World Nuclear Association (Updated November 2017)
  • Fusion power offers the prospect of an almost inexhaustible source of energy for future generations, but it also presents so far insurmountable engineering challenges.
  • The fundamental challenge is to achieve a rate of heat emitted by a fusion plasma that exceeds the rate of energy injected into the plasma.
  • The main hope is centred on tokamak reactors and stellarators which confine a deuterium-tritium plasma magnetically.

Today, many countries take part in fusion research to some extent, led by the European Union, the USA, Russia and Japan, with vigorous programs also underway in China, Brazil, Canada, and Korea. Initially, fusion research in the USA and USSR was linked to atomic weapons development, and it remained classified until the 1958 Atoms for Peace conference in Geneva. Following a breakthrough at the Soviet tokamak, fusion research became ‘big science’ in the 1970s. But the cost and complexity of the devices involved increased to the point where international co-operation was the only way forward. Tiếp tục đọc “Nuclear Fusion Power”