Para os aficionados da energia de fusão, atingir o “ponto de equilíbrio” é uma espécie de Santo Graal: o ponto em que uma reação de fusão produz mais energia do que a necessária para acendê-la. Apenas um experimento científicona Instalação Nacional de Ignição, conseguiu esse feito, e levou mais de uma década ajustando o sistema para alcançar o resultado monumental.
“O dia do resultado do NIF foi, obviamente, esse resultado científico incrivelmente celebrado. Todos eles merecem prêmios Nobel”, Benj Conway, cofundador e CEO da Energia Zapdisse ao TechCrunch. “Mas você sabe, no dia seguinte, a questão é, bem, e daí? O que vem a seguir?
E embora o NIF tenha conseguido melhorar seu primeiro resultadoseu dispositivo é uma espécie de beco sem saída. O objetivo era testar os limites da física e não vender energia à rede.
Para uma startup como a Zap, “e daí” precisa ter uma resposta melhor.
A resposta da Zap, até agora, é um novo dispositivo que chama de Century, para o qual recentemente arrecadou US$ 130 milhões na Série D. Depois de manter a Century em segredo por vários meses, a startup deu uma espiada no TechCrunch, compartilhando detalhes exclusivos sobre sua operação e o que espera aprender ao usá-la.
A Zap está adotando uma abordagem única para a energia de fusão, conhecida como Z-pinch estabilizado por fluxo cisalhado. Em vez de usar ímãs ou lasers para comprimir o plasma, ele envia um raio de eletricidade através de um fluxo de plasma. Essa corrente gera um campo magnético que comprime o plasma – o beliscão – e termina em fusão. A empresa vinha estudando o fenômeno por meio de uma série de dispositivos em suas instalações no estado de Washington.
Mas Century não é apenas mais um laboratório de testes de física, disse Conway.
“Nosso foco não está apenas na física, mas também na engenharia de sistemas. Não somos apenas uma empresa de física de plasma. Estamos desenvolvendo todas as tecnologias facilitadoras essenciais que precisaremos para fornecer fusão comercial. Achamos que fazer tudo isso em paralelo – tudo junto, tudo de uma vez – é a maneira mais rápida de realmente entregar um produto comercial”, disse ele. “Século é a encarnação disso.”
O dispositivo de demonstração tem cerca de um andar e meio de altura, e a câmara de reação interna é do tamanho de um aquecedor de água doméstico. Ao todo, os principais componentes ocupam tanto espaço quanto um ônibus de dois andares, e a Zap acredita que seu módulo em escala comercial, que deverá produzir 50 megawatts de eletricidade, ocupará uma área semelhante.
Para permanecer no caminho de uma usina de energia comercial, a Zap precisa atingir três marcos: primeiro, ela precisa ser capaz de gerar pulsos de alta tensão de forma frequente e contínua. Poucas semanas depois de ter sido ligado neste verão, o Century disparou 1.080 pulsos consecutivos. Até agora tudo bem.
O próximo passo é demonstrar a tecnologia para o Departamento de Energia, operando o dispositivo por mais de duas horas, disparando em intervalos de dez segundos para gerar pelo menos 1.000 pulsos de plasma. Em última análise, para funcionar como uma usina comercial, o reator de Zap precisará gerar 10 pulsos por segundo durante meses a fio.
Depois que a Century concluir a demonstração para o Departamento de Energia, a equipe cercará a câmara de reação com bismuto líquido. O metal fundido protegerá outras partes do dispositivo enquanto absorve calor que, em uma implementação comercial, pode ser usado para gerar eletricidade. A Century será capaz de reter mais de uma tonelada métrica de metal líquido, embora quando o loop for instalado pela primeira vez em novembro, começará com 70 kg.
Por fim, a empresa precisa garantir que seus eletrodos, peças que geram os pulsos elétricos, resistam ao calor e às partículas liberadas em cada reação de fusão. Essas partes não durarão para sempre; todas as usinas comerciais precisam passar por manutenção em algum momento. A questão geralmente é com que frequência e por quanto tempo. A Zap precisa de garantir que as suas partes mais vulneráveis possam durar o tempo suficiente para fazer sentido financeiro para os produtores de energia.
No próximo ano, a empresa aumentará a quantidade de eletricidade fornecida à câmara de reação até atingir 100 quilowatts. Ao longo do caminho, Conway espera que a empresa renove o Century aos poucos. “Mesmo que Century seja uma plataforma, um nome, dentro dela estão múltiplas gerações”, disse ele. “Nós iteramos dentro das iterações.”
Se Century funcionar como planejado, “minha esperança é que estejamos construindo uma demonstração bem nesta década”, disse Conway. E se tudo correr bem, as centrais eléctricas comerciais deverão seguir-se no início da década de 2030.
São muitos “ses”, algo que Conway reconhece. “Estou convencido de que quando cortamos a fita da nossa primeira usina e pensamos nos problemas mais difíceis que tivemos que resolver nos últimos cinco anos, meu palpite é que a física do plasma e o ganho estão na lista. Mas aposto que há muitas outras coisas na lista também.”
Essas “outras coisas” podem ser o que faz ou destrói a energia de fusão comercial.
“A fusão precisa competir com outras formas de produzir eletricidade e calor. Se as usinas de fusão custarem muito mais do que outras formas de produzir eletricidade, não haverá muitas delas. Pode haver um para onde levamos nossos filhos e mostramos em uma excursão escolar, e é isso”, disse Conway. “A economia dessas coisas vai realmente importar.”