พลังงานที่เลียนแบบกระบวนการทำงานของดวงอาทิตย์กำลังขยับเข้าใกล้การใช้งานจริงอีกขั้น เมื่อรัฐเทนเนสซีของสหรัฐฯ อนุมัติใบอนุญาตเฉพาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันให้ Type One Energy เพื่อเดินหน้าโครงการโรงไฟฟ้าฟิวชันเชิงพาณิชย์กำลังผลิต 400 เมกะวัตต์
การอนุมัติครั้งนี้ถือเป็นจุดสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชัน เพราะเป็นการเปิดทางด้านกฎระเบียบและความปลอดภัยให้โครงการสามารถเดินหน้าจากระดับการวิจัยไปสู่การพัฒนาโรงไฟฟ้าที่มีเป้าหมายผลิตไฟฟ้าเข้าสู่โครงข่ายจริง
โครงการดังกล่าวใช้ชื่อว่า Project Infinity
และจะตั้งอยู่ภายใน Bull Run Energy Complex เมืองคลินตัน รัฐเทนเนสซี โดยแผนงานระยะแรกมีกำหนดเริ่มก่อสร้างภายในปีนี้ ขณะที่เป้าหมายสำคัญคือการเปิดดำเนินงานผลิตไฟฟ้าเต็มรูปแบบภายในปี 2034
หัวใจของโรงไฟฟ้าแห่งนี้คือเทคโนโลยี Stellarator ซึ่งใช้สนามแม่เหล็กสามมิติในการกักเก็บพลาสมา แตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์ Tokamak ที่เป็นอีกแนวทางหนึ่งซึ่งถูกใช้ในการวิจัยฟิวชันอย่างแพร่หลาย
หลักการของฟิวชันคือการนำอะตอมของธาตุเบามาหลอมรวมกัน
จนเกิดเป็นธาตุที่หนักขึ้น พร้อมปล่อยพลังงานออกมา แต่ความท้าทายสำคัญคือการควบคุมพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงหลายล้านองศาเซลเซียสให้อยู่ในสภาวะที่เสถียรและสามารถทำงานต่อเนื่องได้ Stellarator ของ Type One Energy ใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีรูปทรงสามมิติซับซ้อนพันล้อมรอบบริเวณกักเก็บพลาสมา โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยกระแสไฟฟ้าปริมาณมหาศาลไหลผ่านพลาสมาเพื่อช่วยรักษาเสถียรภาพในลักษณะเดียวกับระบบบางประเภท
สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ Infinity Two บริษัทวางระบบให้ใช้เชื้อเพลิงดิวเทอเรียม-ทริเทียม เพื่อสร้างพลังงานความร้อนจากฟิวชันสูงสุด 800 เมกะวัตต์ความร้อน ก่อนนำไปแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับจ่ายเข้าสู่โครงข่ายในระดับ 400 เมกะวัตต์
สร้างกรอบกำกับดูแลใหม่สำหรับฟิวชัน
นอกจากตัวเทคโนโลยีแล้ว การอนุมัติของรัฐเทนเนสซียังมีความสำคัญในด้านกฎระเบียบ หลัง Nuclear Regulatory Commission (NRC) ของสหรัฐฯ มอบอำนาจให้รัฐต่าง ๆ เข้ามามีบทบาทในการกำกับดูแลการผลิตพลังงานฟิวชัน เทนเนสซีจึงพัฒนากรอบข้อบังคับเฉพาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน เพื่อให้กระบวนการอนุมัติสอดคล้องกับลักษณะของเทคโนโลยี ขณะที่แนวคิด Safety by Design หรือการออกแบบโดยคำนึงถึงความปลอดภัยตั้งแต่ต้น ถูกนำมาเป็นองค์ประกอบสำคัญของกระบวนการ
Christopher Mawry ซีอีโอของ Type OneEnergy ระบุว่า ขั้นตอนของเทนเนสซีสามารถกลายเป็นแนวทางอ้างอิงระดับนานาชาติสำหรับการรับรองความปลอดภัยของเทคโนโลยีฟิวชัน และอาจช่วยเปิดทางให้เทคโนโลยีนี้ก้าวไปสู่การใช้งานเชิงเศรษฐกิจได้มากขึ้น ด้าน Bill Lee ผู้ว่าการรัฐเทนเนสซี กล่าวว่า รัฐกำลังพัฒนาทั้งบุคลากร โครงสร้างพื้นฐาน และกฎระเบียบ เพื่อผลักดันให้เทนเนสซีกลายเป็นศูนย์กลางนวัตกรรมนิวเคลียร์ยุคใหม่ และช่วยสร้างความมั่นคงด้านพลังงานให้กับสหรัฐฯ
เปลี่ยนพื้นที่พลังงานฟอสซิลสู่โรงไฟฟ้าแห่งอนาคต
อีกจุดที่น่าสนใจคือการเลือก Bull Run Energy Complex เป็นพื้นที่พัฒนาโครงการ เพราะพื้นที่แห่งนี้เคยถูกใช้สำหรับการผลิตพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมาก่อน การนำพื้นที่และโครงสร้างพื้นฐานเดิมกลับมาใช้ จึงเป็นส่วนหนึ่งของแนวคิดเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานรูปแบบใหม่
Project Infinity ยังเกิดจากความร่วมมือของหลายฝ่าย ทั้ง Type One Energy, Tennessee Valley Authority (TVA), Oak Ridge National Laboratory และ University of Tennessee เพื่อร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยี ระบบไฟฟ้า และบุคลากรสำหรับอุตสาหกรรมฟิวชัน
หากแผนงานเดินหน้าได้ตามเป้าหมาย เทนเนสซีจะกลายเป็นหนึ่งในพื้นที่สำคัญสำหรับพิสูจน์ว่าเทคโนโลยี Stellarator สามารถขยับจากเครื่องปฏิกรณ์ทดลองไปสู่โรงไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าเข้าสู่ระบบจริงได้หรือไม่ และสามารถทำได้อย่างต่อเนื่องและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจเพียงใด
tags : interestingengineering, TNN
