Článek
Postavit elektrárnu pracující na stejném principu jako hvězdy, je starý sen, který se zdá už několik desetiletí „téměř na dohled“, ale přitom praxi velmi vzdálený. Do oboru se ovšem vrátil v posledních letech opatrný optimismus, který se přelil i mezi investory.
Dokládá to i výsledek posledního investičního kola společnosti Commonwealth Fusion Systems (CFS). V něm firma, která zatím nemá ani funkční „demonstrátor“ svého fúzního zařízení, získala od investorů zhruba 1,8 miliardy dolarů, tedy 40 miliard korun.
Do společnosti v tomto posledním kole znovu investovali někteří investoři, kteří již ve firmě měli vložené prostředky. Mezi významná jména patří spoluzakladatel společnosti Microsoft Bill Gates či investor George Soros (prostřednictvím své společnosti SorosFund Management).
Mezi nové investory v tomto kole se zařadila společnost Google z holdingu Alphabet, fond ředitele firmy Salesforce.com Marca Benioffa, či známý rizikový investiční fond DFJ Growth ze Silicon Valley.
Co slibují
CFS vznikl na půdě techniky MIT v americkém statě Massachusetts, konkrétně v tamní laboratoři fúzní fyziky. Do roku 2016 v ní fungoval experimentální fúzní reaktor Alcator C-Mod, v nějž tamní vědci vkládali velké naděje. Když byl v roce 2016 velmi náhle provoz kvůli zastavení státní podpory výzkumu zastaven, rozhodla se významná část vědeckého kolektivu risknout založení start-upu. V roce 2018 tak vznikla společnost CFS.
Její přístup k problematice je poměrně konzervativní. CFS chce pracovat na vylepšování zařízení, které je již desetiletí hlavním tahounem výzkumu řízené termojaderné fúze. Jde o tzv. tokamak, což je v podstatě dosti rafinovaná elektromagnetická past ve tvaru nafouknuté pneumatiky.
Slučování jader totiž probíhá pouze za velmi vysokých teplot a tlaků, aby atomy měly dost energie překonat vzájemný odpor. Ovšem udržet takto horkou hmotu s teplotou nad 100 milionů stupňů je v běžné nádobě nemožné, a tak fyzici od začátku používali různé typy magnetických pastí. Tokamaky, které vznikly v tehdejším SSSR v 50. letech minulého století, se ukázaly zatím jako nejvhodnější a nejslibnější. Celkem byly postaveny zhruba dvě stovky jeho různě velikých a výkonných iterací v mnoha státech světa.
V současné době již mají tokamaky lákavě blízko k dosažení důležité mety „ziskovosti“: současným generacím zařízení chybí jen krůček k tomu, aby v jejich plazmatu vznikalo více energie, než je zapotřebí k jeho ohřevu. CFS doufá, že se mu výkony tokamaků podaří posunout dále především s pomocí lepších magnetů.
Menší, teplejší, levnější
Magnety jsou klíčovou součástí každého tokamaku. Pro praktické zvládnutí fúzní energie bude nezbytné použití supravodivých magnetů, které mohou být dostatečně silné, aniž by spotřebovávaly příliš mnoho energie, v supravodivých materiálech teče elektrický proud bez odporu, takže ztráty by měly teoreticky být nulové.
Společnost CFS chce postavit reaktor nazývaný SPARC s magnety ze supravodivé keramické sloučeniny známé jako YBCO, jde o oxid mědi s ytriem a baryem. Ta byla objevena zhruba v půlce 80. let a její velkou výhodou je, že ji není nutné náročně a draze chladit heliem, nýbrž podstatně levnějším dusíkem. Další výhodou je, že pomocí YBCO lze reálně postavit výrazně silnější magnety při menších rozměrech. Což by samozřejmě výrazně snížilo náklady na stavbu případné hypotetické elektrárny.
Reálně společnost zatím zvládla stavbu a zkoušky magnetů z tohoto relativně nového materiálu. Její první tokamak SPARC by měl fungovat v roce 2025. Měl by již být „energeticky ziskový“ – v jeho plazmové komoře by mělo vznikat více energie, než bude nutné k udržení nezbytné teploty. Někdy ve 30. letech by společnost ovšem už chtěla začít první zařízení určené k výrobě energie. Plány jsou zatím dosti nekonkrétní, ale CFS o něm mluví jako o „elektrárně“.
Podle řady odborníků jde o velmi optimistický plán. Pro srovnání, ve Francii se od roku 2013 staví mezinárodní tokamak ITER, který měl být prvním „energetiky ziskovým“ fúzním zařízením. Pracovat má začít v roce 2025, plného výkonu by měl dosáhnout v roce 2035.
ITER přitom nebude ani prototypem elektrárny. Tím má být další zařízení zatím známé jako DEMO, které by podle současného harmonogramu mohlo začít fungovat někdy v 50. letech 21. století. Plány společnosti CFS jsou časově mnohem ambicióznější, podle názorů řady odborníků dokonce přímo nereálné.
Pár vyvolených
Investice do fúzního výzkumu byly v posledních desetiletích spíše doménou veřejných rozpočtů. Rekordní zájem investorů o vstup do CFS je ovšem dokladem zájmu i soukromých investorů. Nejde také o zcela ojedinělou událost.
Na podzim tohoto roku oznámil velmi úspěšný závěr svého kola financování další fúzní start-up společnost Helion Energy. Dostala od investorů téměř 500 milionů dolarů, což mimochodem znamenalo, že hodnotu celé společnosti ocenili na tři miliardy dolarů.
Firma přitom využívá principu, který nikdy nebyl v žádném větším fúzním zařízením využit. Chce postavit fúzní reaktor, který má v jistých ohledech trochu připomínat naftový spalovací motor: do speciální komory se „vystřelují“ malé obláčky rozžhaveného plazmatu, obvykle dva proti sobě, které se srazí, a pak ještě stlačí silným magnetickým polem. V obláčku mají vzniknout tak extrémní podmínky, aby docházelo ke slučování jader ve větším měřítku.
Investice do několika vybraných fúzních start-upů tedy v posledních letech dosáhly hodnot pro obor naprosto nevídaných. Zpráva o stavu fúzního průmyslu, kterou letos – a to vůbec poprvé – zveřejnily Asociace fúzního průmyslu (FIA) a britský Úřad pro atomovou energii (UKAEA), uvádí na základě údajů od oslovených firem, že od začátku 90. letech dosáhly investice do oboru celkem zhruba 1,8 miliardy dolarů. Tedy zhruba ve stejné výši jako poslední investiční kolo do CMS.
Odhad je to jistě neúplný, protože ne všechny oslovené firmy odpověděly, ale nebude to zřejmě o mnoho. Lví podíl investic, zhruba 85 procent, si pro sebe ukrojili čtyři největší hráči na poli soukromé fúze – Commonwealth Fusion Systems, General Fusion, TAE Technologies a Tokamak Energy. O dalších podobně velkých projektech se neví, a zbytek firem spíše paběrkoval.
