الاستدامة والطاقة في 2023 – دمج الاندماج النووي، إدارة الميثان، وحركة السيارات الكهربائية

كما أبرزنا مؤخرًا، كان العام الماضي مهمًا لقطاع الفضاء. ومع ذلك، فهو ليس الوحيد الذي يفتخر بإنجازات رائعة، حيث شهد قطاعا الاستدامة والطاقة المرتبطان ارتباطًا وثيقًا أيضًا تقدمًا واعدًا. أدناه نظرة سريعة على ثلاثة منها وبعض الشركات التي ساهمت في جعل هذا التقدم ممكنًا.

1. دمج الاندماج النووي: تم تحقيق الاشتعال

عند النظر إلى كل مصدر طاقة محتمل للمستقبل، يبدو أن الكثير منها ليس أكثر من حل مؤقت حتى يصبح الاندماج النووي حقيقة. غالبًا ما يُشار إليه بأنه ‘الكأس المقدسة’ لإنتاج الطاقة، الاندماج النووي هو نفس العملية التي تُشغل شمسنا. إذا تم استغلاله، سيكون الناتج شبه لا نهائي، والأهم من ذلك – نظيف.
ومن المثير للجدول، شهد العام الماضي العلماء يحققون بعضًا من أكثر التطورات إثارةً حتى الآن حول الاندماج النووي، إلى درجة قد نراه فيها يُستخدم خلال العقود القادمة. تشمل بعض الأمثلة ما يلي.

• زيادة ناتج طاقة الاندماج:  تم تحقيق إنجاز كبير في الحصول على ناتج طاقة صافي إيجابي من تفاعلات الاندماج. يعني ذلك أن كمية الطاقة التي ينتجها عملية الاندماج تجاوزت الطاقة المدخلة المطلوبة لبدء واستمرار التفاعل. هذا الاختراق أساسي في إثبات جدوى الاندماج كمصدر طاقة عملي وغالبًا ما يُشار إليه بـ ‘الاشتعال’.
• التقدم في احتواء البلازما:  تم تحقيق تقدم كبير في تقنية الحجز المغناطيسي، خاصةً في التوكاماك والستيلاريتور. هذه الأجهزة، التي تستخدم حقولًا مغناطيسية قوية لاحتواء البلازما الساخنة، شهدت تحسينات في كل من الاستقرار ومدة الاحتواء – وكل منهما أساسي للتفاعلات الاندماجية المستمرة.
• الابتكارات في الاندماج بالليزر:  شهد الاندماج بالليزر المدفوع بالقصور الذاتي أيضًا تقدمًا كبيرًا. أدت الدقة المعززة في استهداف الليزر وتحسينات في تصميم كريات الوقود إلى بدء أكثر كفاءة واتساقًا لتفاعلات الاندماج. هذا النهج واعد بسبب احتمالية أن يكون تصميم المفاعل أصغر وأقل تكلفة مقارنةً بالحجز المغناطيسي.
• اختراقات في علم المواد:  شهدت تطورات كبيرة في علم المواد، خاصةً في إنشاء مواد قادرة على تحمل الظروف القاسية داخل مفاعلات الاندماج. يشمل ذلك تقدمًا في المواد المقاومة للحرارة وحلولًا مبتكرة لحماية جدران المفاعل من القصف النيوتروني المكثف، وهو أمر حاسم لطول عمر وسلامة مفاعلات الاندماج.

نظرة إلى المستقبل، من المتوقع أن تستمر هذه التطورات في تسريع رحلتنا نحو إنشاء محطة طاقة اندماج تجارية قابلة للتطبيق. من المرجح أن يتركز الجهد في عام 2024 على تكرار وتوسيع التجارب الناجحة بالإضافة إلى تحسين كفاءة التفاعلات الاندماجية.

مع القدرة على توفير مصدر شبه لا نهائي من الطاقة النظيفة، يظل الاندماج النووي فرصتنا الأفضل لتحويل مشهد الطاقة العالمي، مساهماً بشكل كبير في خفض انبعاثات الكربون ومواجهة تغير المناخ. سيظل الاستثمار المستمر في البحث والتعاون الدولي هو المفتاح لتحقيق الإمكانات الكاملة للاندماج النووي.

إحدى الشركات المتداولة علنًا والتي تشارك بشكل كبير في تقدم الاندماج النووي هي Lockheed Martin Corporation.

(LMT )

تُعد شركة Lockheed Martin أكثر من مجرد رائدة في قطاعات تكنولوجيا الفضاء والدفاع؛ بل تمتد جهودها لتشمل أبحاث وتطوير مكثفة في العلم المتقدم وراء الاندماج النووي. على سبيل المثال، قسم Skunk Works التابع لـ Lockheed Martin، المشهور بابتكاراته في الطيران والدفاع، يطور بنشاط مفاعل الاندماج المدمج (CFR). يهدف هذا المشروع إلى إنشاء مفاعل اندماج أصغر وأكثر كفاءة يمكن أن يثوّر توليد الطاقة.