De toekomst van schone, grenzeloze energie

Key afhaalrestaurants

• Op 5 december wekten Amerikaanse wetenschappers van de National Ignition Facility in Californië meer energie op uit een kernfusiereactie dan ze erin stopten.
• Het experimentele resultaat is een enorme doorbraak op het gebied van kernenergie in een eeuwenlange zoektocht om de kracht van de zon op aarde te ontsluiten
• Met meer onderzoek en financiële investeringen denken onderzoekers dat we binnen vier decennia 100% schone, grenzeloze energie kunnen produceren

“Maandag 5 december 2022 was een belangrijke dag in de wetenschap.”

Dit understatement werd geleverd door Jill Hruby, staatssecretaris van de National Nuclear Security Administration (NNSA), tijdens een persconferentie van 13 december.

Het onderwerp: Een doorbraak op het gebied van kernenergie in de National Ignition Facility (NIF) van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Californië.

Dr. Arata Prabhakar, directeur van het Office of Science and Technology Policy van het Witte Huis, noemde de prestatie een "wetenschappelijke mijlpaal" en een "technisch wonder dat niet te geloven is".

"Deze dualiteit van het bevorderen van het onderzoek, het bouwen van de complexe technische systemen, beide partijen leren van elkaar, dit is hoe we echt grote, moeilijke dingen doen, en dit is gewoon een mooi voorbeeld," voegde ze eraan toe.

De netto energiewinst van de fusiereactie is de eerste in de menselijke geschiedenis. Terwijl meer onderzoek (a lot meer onderzoek) nodig is om de technologie repliceerbaar, schaalbaar en efficiënter te maken, is het een essentiële stap op weg naar schone energie.

En voor beleggers betekent dat tientallen jaren van kansen die voor het grijpen liggen.

Wat is kernfusie?

Bij kernfusie worden atomen gecombineerd tot één groter atoom. Het proces genereert enorme hoeveelheden energie en is de kernreactie die onze zon aandrijft.

Kernfusie verschilt van kernsplijting, het proces dat wordt gebruikt in kerncentrales. Kernsplijting splitst atomen in plaats van ze te combineren, waardoor gevaarlijk radioactief afval ontstaat.

Kernfusie daarentegen is veel efficiënter, genereert bijna geen afval en werkt op waterstofatomen die direct beschikbaar zijn in zeewater, in plaats van op radioactieve materialen die in de grond zijn begraven. Dat maakt het de ideale kandidaat om alles van stroom te voorzien, van huizen tot fabrieken... als het maar opgeschaald zou kunnen worden.

Sinds fusie een eeuw geleden werd ontdekt, hebben wetenschappers geracet om de mechanica in een laboratorium te ontgrendelen en te repliceren. Maar het uitvoeren van een fusiereactie die minder energie vereist dan het uitstraalt, een proces dat ontsteking wordt genoemd, is wetenschappers ontgaan...

Tot nu.

De doorbraak van kernenergie in een notendop

De doorbraak van kernenergie in december vond plaats bij de National Ignition Facility, die een proces gebruikt dat "thermonucleaire traagheidsfusie" wordt genoemd.

In wezen schiet het lasercomplex van $ 3.5 miljard 192 lasers op een kleine capsule. De capsule bevat twee waterstofisotopen die, wanneer ze met energie worden gebombardeerd, vrijwel onmiddellijk verdampen. Bij het fusieproces komen enorme hoeveelheden energie vrij.

In het verleden was de energie-input van de lasers veel groter dan de energie-output van de fusiereactie. Maar op 5 december probeerden onderzoekers iets nieuws.

De schaal rond de capsule die ze gebruikten was dikker dan bij eerdere experimenten, wat betekent dat kleine gebreken het experiment minder beïnvloeden. Door deze eenvoudige – en ongelooflijk repliceerbare – verandering kon er iets ongelooflijks gebeuren.

Dr. Marvin Adams, adjunct-administrateur van de NNSA voor defensieprogramma's, beschreef het proces tijdens de persconferentie van dinsdag. Hij merkte op dat het proces begon met een bolvormige cilinder met daarin een kleine capsule, "ongeveer de helft van de diameter van een BB."

“192 laserstralen kwamen binnen vanaf de twee uiteinden van de cilinder,” zei hij, “en raakten de binnenmuur…. Röntgenstralen van de muur vielen op de bolvormige capsule. Fusiebrandstof in de capsule werd geperst, fusiereacties kwamen op gang. Dit was allemaal al eerder gebeurd, 100 keer eerder. Maar vorige week hebben ze dit experiment voor het eerst zo ontworpen dat de fusiebrandstof lang genoeg heet genoeg, dicht genoeg en rond genoeg bleef om te ontbranden. En het produceerde meer energie dan de lasers hadden afgezet. Ongeveer 2 megajoule erin, ongeveer 3 megajoule eruit. Een winst van 1.5.”

Het belang van deze doorbraak

Een winst van 1.5 klinkt klein, en in termen van energie is het dat ook. Maar het gaat niet om de omvang van de reactie, maar om het feit dat het gebeurde helemaal.

De doorbraak van kernfusie op 5 december was het hoogtepunt van een eeuw van onderzoek, financieringsdollars en mislukkingen. Hoewel er veel stappen zijn tussen vandaag en commerciële levensvatbaarheid, was fusie als energiebron zonder deze stap weinig meer dan een sciencefictiongimmick. Vandaag is het een realiteit.

En het langetermijnpotentieel van een fusie-zware toekomst is gewoonweg verbluffend. In tegenstelling tot kolen en fossiele brandstoffen genereren fusiereacties geen CO2-emissies of andere bijproducten. En omdat het werkt op waterstof, het meest voorkomende element in het universum, is het productiepotentieel vrijwel onbeperkt.

Met zoveel energie zullen we niet alleen onze emissievoetafdruk verkleinen - we kunnen het ook terugdraaien.

Onbeperkt vermogen zou het mogelijk maken om allerlei technologieën sneller, goedkoper en schoner te ontwikkelen, van oplossingen voor klimaatverandering tot betere laptops.

Fusie-energie kan energieuitval verlichten, waterzuiveringsinstallaties aandrijven en ons helpen betere manieren te ontdekken om afval te recyclen en weg te gooien.

Nieuwe technologieën kunnen op grote schaal CO2 uit de atmosfeer halen, de klimaatverandering verminderen en het aantal door vervuiling veroorzaakte menselijke slachtoffers verminderen.

Batterijtechnologie kan vooruitgaan, waardoor massale acceptatie van schone energieproductie en opslag voor huizen, voertuigen en meer mogelijk wordt.

Op grote, lange termijn zou fusie-energie de uitstoot van de mensheid kunnen elimineren, waardoor een schonere, groenere, gezondere planeet mogelijk wordt – om nog maar te zwijgen van een beter leven voor de hele mensheid.

Als dat een beetje idealistisch klinkt, heb je het niet mis. Maar nogmaals, het vooruitzicht van fusie-energie was 50 jaar geleden idealistisch. Deze maand hebben wetenschappers bewezen dat fusie mogelijk is. Waarom kunnen de andere langetermijnvoordelen ook niet uitkomen?

Wat betekent dit voor beleggers?

Maar voordat een fusietoekomst werkelijkheid wordt, heeft de energieruimte meer onderzoek en innovatie nodig - heel veel.

Tijd en technologie staan ​​centraal

De persconferentie onthulde dat de laserarray die de doorbraak van kernenergie mogelijk maakte, gebaseerd is op 40 jaar oude technologie. Moderne lasers zijn niet alleen krachtiger, ze zijn ook efficiënter – wat betekent dat grotere fusie-energiewinsten binnen handbereik liggen.

LLNL-directeur Dr. Kim Budil herinnerde journalisten en investeerders er zorgvuldig aan dat fusie niet over vier weken of zelfs maar over vier jaar zal plaatsvinden. Het proces zal tijd kosten.

"Er zijn zeer belangrijke hindernissen, niet alleen in de wetenschap, maar ook in de technologie," zei ze. “Dit is een keer een ontstoken capsule, en om commerciële fusie-energie te realiseren, moet je veel dingen doen. Je moet in staat zijn om heel veel fusie-ontstekingsgebeurtenissen per minuut te produceren, en je hebt een robuust systeem van drivers nodig om dat mogelijk te maken.”

Ze is echter ook optimistisch dat een door fusie aangedreven toekomst binnen handbereik ligt.

"[Het is] waarschijnlijk geen vijf decennia [weg], zoals we altijd zeiden," voegde ze eraan toe. 'Ik denk dat het naar de voorgrond komt. Met een paar decennia onderzoek en investeringen... zouden we in staat kunnen zijn energiecentrales te bouwen.”

Financiële investeringen kunnen een snellere commercialisering stimuleren

De LLNL was grotendeels afhankelijk van overheidssubsidies en financiering om de doorbraak op het gebied van kernenergie te realiseren. Maar de Amerikaanse minister van Energie, Jennifer Granholm, is van mening dat er zowel privaat als openbaar onderzoek nodig is om fusie mogelijk te maken.

"We weten dat er een enorme interesse is onder de particuliere financieringsgemeenschap ... en we moedigen dat aan", zei ze op de persconferentie van dinsdag. “Dit laat zien dat het kan, wat altijd de vraag is geweest: kun je er komen?”

"Die drempel die wordt overschreden, stelt [wetenschappers] in staat om te gaan werken aan betere lasers, efficiëntere lasers, aan betere insluitingscapsules, enz. [Dit zijn] de dingen die nodig zijn om het te moduleren en op commerciële schaal te brengen."

Gelukkig springt de particuliere sector aan boord. Kim Budil merkte op dat veel particuliere bedrijven de productie van traagheidsfusie onderzoeken naast zijn neef, magnetische fusie. (Magnetische fusie gebruikt een tokamak, een donutvormig apparaat dat sterke magneten gebruikt om plasma in een bepaalde vorm te houden.)

Budil is van mening dat, tussen magnetische fusie die "een beetje voorop" staat en de doorbraak van de ontsteking van deze maand, het hebben van onze huidige technologische "portfolio van benaderingen echt een geweldige plek is om te zijn."

Ze voegde eraan toe: "Deze gemeenschappen zullen elkaar voeden, we zullen leren, we zullen doorgaan met het verbeteren van het veld, en veel technologieën zullen voortkomen uit beide velden naast een pad naar een fusie-energiecentrale."

Profiteren van de doorbraak van kernfusie

Tijdens de persconferentie deelde Arata Prabhakar een moment van nadenken met het publiek.

"Ik heb ook nagedacht over hoe lang de reis kan zijn van weten naar doen," zei ze. “Omdat het een eeuw geleden is dat we ontdekten dat het fusie [powering the stars] was. En in die eeuw waren er zoveel verschillende ontwikkelingen nodig die uiteindelijk samenkwamen tot het punt dat we die fusie-activiteit op deze controleerbare manier in een laboratorium konden repliceren.

Tijd – zelfs op een schaal van tientallen jaren – is een begrip waarmee beleggers vertrouwd zijn. Er is tijd nodig om geld te verdienen, geld te investeren en resultaten van die investeringen te zien.

Als kernfusie commercieel op schaal kan worden gebracht, vertegenwoordigt dit onbeperkte energie voor de mensheid - en een enorm winstpotentieel voor de investeerders die bleven hangen.

Q.ai is hier om u te helpen investeren in die toekomst en dat winstpotentieel.

Met onze Clean Tech-kit, verzamelt onze AI de beste groene energie-innovaties die er zijn. Investeren in deze kit is een snelle en gemakkelijke manier om uw geld aan het werk te zetten om een ​​betere toekomst op te bouwen - en hopelijk wat rendement te genereren in het proces.

Het is gemakkelijk, slim en groen beleggen.

En zoals LLNL-directeur Kim Budil dinsdag zei: "De wetenschappelijke en technologische uitdagingen op het pad naar fusie-energie zijn ontmoedigend, maar het schijnbaar onmogelijke mogelijk maken, is wanneer we op ons best zijn."

Download Q.ai vandaag nog voor toegang tot AI-aangedreven investeringsstrategieën.