Visitando Helion Energy cuando el área de Seattle estaba cubierta de humo

El jueves 20 de octubre realicé un viaje de prensa a Everett, Washington, para visitar Helion Energy, una startup que ha recaudado casi 600 millones de dólares de un gran número de inversores de Silicon Valley relativamente conocidos, incluidos Peter Thiel y Sam Altman. Obtuvo otros $ 1.7 mil millones en compromisos si cumplía con ciertas metas de desempeño.

Dado que la fusión nuclear tiene el potencial de producir cantidades ilimitadas de energía limpia sin generar ningún desecho nuclear de larga vida, a menudo se le llama el “santo grial” de la energía limpia. Sin embargo, el Santo Grial sigue siendo esquivo, porque hasta ahora ha sido difícil recrear la fusión en la Tierra de una manera que genere más de la energía necesaria para encender la reacción y pueda mantenerse durante un período prolongado de tiempo. Los defensores de la fusión dicen que si pudiéramos comercializar la fusión aquí en la Tierra ya gran escala, todos nuestros problemas energéticos se resolverían.

La fusión también ha estado en el horizonte durante décadas, fuera de su alcance, y parece firmemente arraigada en una utopía técnica que solo se encuentra en las novelas de ciencia ficción.

Pero una visita al enorme espacio de trabajo y laboratorio de Helion Energy llevó la idea de la fusión completamente fuera de la fantasía al realismo potencial para mí. Por supuesto, “podría ser real” no significa que la fusión será una fuente de energía comercialmente viable para alimentar su hogar y mi computadora el próximo año. Pero ya no se siente como si estuviera volando una nave espacial a Plutón.

Mientras pasaba junto a los enormes edificios de Helion Energy en Everett, uno en pleno funcionamiento y el otro en construcción, me sorprendió cómo se veía todo alguna vez. El equipo de construcción, la maquinaria, los cables de alimentación, un banco de trabajo y la miríada de componentes para naves espaciales están por todas partes. Los planes se están implementando. Las máquinas de aspecto exótico se fabrican y prueban.

Para los empleados de Helion Energy, construir el dispositivo de fusión es su trabajo. Ir a la oficina todos los días significa poner la parte A en la parte B y la parte C, jugar con esas partes, probarlas, luego juntarlas con más partes, probarlas, desarmar esas partes tal vez cuando algo no funciona bien, entonces volver a montarlos hasta que esté hecho. Luego pase a la Parte D y la Parte E.

La historia de mi visita también es relevante para esta historia, porque agregó una segunda capa de cosas grotescas que se volvieron reales en mi viaje periodístico.

El 20 de octubre, el área de Seattle Everett se cubrió con niveles peligrosos de humo de incendios forestales. El índice de calidad del aire de Everett era de 254, lo que lo convertía en la peor calidad del aire del mundo en ese momento, según IQAir.

“Muchos de los incendios forestales que ardían en North Cascades fueron alimentados por condiciones climáticas cálidas, secas y ventosas. Los vientos del este provocaron los incendios y empujaron el humo resultante hacia el oeste, hacia Everett y el área de Seattle”, dijo Kristi Chester Schroeder, directora de ciencias de la calidad del aire para IQAir North America, me dijo.

Dennis L. Mauzeral, profesor de ingeniería ambiental y asuntos internacionales en la Universidad de Princeton, me dice que el calentamiento global está ayudando a alimentar esos incendios.

“El cambio climático ha contribuido a las altas temperaturas y condiciones de sequía que prevalecieron en el noroeste del Pacífico este año”, dijo Mauzeral. “Estas condiciones climáticas, exacerbadas por el cambio climático, han aumentado la probabilidad y la gravedad de los incendios que son responsables de la muy mala calidad del aire”.

Fue tan malo que Helion pidió a todos sus empleados que se quedaran en casa por primera vez. La administración consideró demasiado peligroso pedirles que abandonaran sus hogares.

Las circunstancias de mi visita crearon una batalla incómoda. Por un lado, tenía una nueva sensación de esperanza sobre el potencial de la energía de fusión. Al mismo tiempo, estaba luchando internamente con una profunda sensación de pavor por el estado del mundo.

No estaba solo en sentir el peso del momento. “Es muy inusual”, dijo Chris Bell, cofundador y director de tecnología de Helion, sobre el humo.

Pihl ha estado trabajando en la fusión durante casi dos décadas. Lo ha visto evolucionar desde el ámbito académico físico a uno que los reporteros siguen de cerca y acumula miles de millones en inversiones. Las personas que trabajaban en la integración se convirtieron en niños maravillosos y héroes desvalidos. A medida que eludimos colectivamente cualquier esperanza realista de permanecer dentro del objetivo de calentamiento de 1,5 grados y con la demanda mundial de energía aún en pleno apogeo, la fusión es la solución que a veces parece ser la única.

“No es solo un esfuerzo académico, es un esfuerzo altruista, y supongo que se ha convertido en un juego de supervivencia en este punto, tal como están las cosas”, me dijo Bell, mientras nos sentábamos en las oficinas vacías de Helion. Pared de humo gris. “Así que es esencial. Me alegro de que esté llamando la atención”.

El director ejecutivo y cofundador, David Kirtley, me llevó por el vasto espacio del laboratorio donde Helion está construyendo componentes para su sistema de séptima generación, Polaris. Cada generación ha demostrado la combinación de física e ingeniería necesaria para lograr el enfoque específico de fusión de Helion. Un modelo de sexta generación, el Trenta, se completó en 2020 y ha demostrado ser capaz de alcanzar los 100 millones de grados centígrados, un hito importante para demostrar el enfoque de Helion.

Polaris pretende demostrar, entre otras cosas, que puede conseguir electricidad neta, es decir, generar más de lo que consume, y ya ha comenzado a diseñar su octavo sistema de generación, que será su primer sistema de tarificación comercial. El objetivo, me dijo Kirtley, es demostrar que Helion podrá producir electricidad a partir de la fusión para 2024 y tener energía en la red para fines de la década.

Parte de la viabilidad de obtener energía de fusión para la red eléctrica de EE. UU. depende de factores que Helion no puede controlar: establecer procesos regulatorios con la Comisión Reguladora Nuclear, procesos de concesión de licencias para obtener las aprobaciones requeridas para la interconexión de la red, un proceso que pertenece a Kirtley y que puede variar desde un pocos años a diez Años. Dado que se necesitan muchos obstáculos regulatorios para vincular la fusión a la red, Kirtley dijo que espera que los primeros clientes que paguen sean clientes del sector privado, como empresas de tecnología con centros de datos hambrientos de energía, por ejemplo. Tomará más tiempo trabajar con las empresas de servicios públicos.

Una parte del sistema Polaris, y quizás la más mundana para un experto en fusión (como yo), es cómo el combustible del reactor de fusión ingresa al dispositivo es la prueba del inyector Polaris.

Podría decirse que el método de fusión más conocido involucra un tokamak, un dispositivo circular en forma de torta que usa imanes ultra fuertes para sostener el plasma donde puede ocurrir la reacción de fusión. Un proyecto de fusión de colaboración internacional, llamado ITER (“The Way” en latín), está construyendo un enorme tokamak en el sur de Francia para demostrar la viabilidad de la fusión.

Helion no construye un tokamak. Está construyendo un dispositivo alto y angosto llamado configuración de campo inverso, o FRC, y la próxima versión tendrá unos 60 pies de largo.

El combustible se inyecta en pequeñas ráfagas cortas en ambos extremos del dispositivo y limita la corriente eléctrica que fluye en el anillo de plasma. Los imanes disparan secuencialmente en pulsos, enviando plasma desde ambos extremos entre sí a velocidades superiores a un millón de millas por hora. El plasma choca entre sí en la cámara de fusión central donde se fusiona para convertirse en plasma denso y sobrecalentado de 100 millones de grados Celsius. Aquí es donde tiene lugar la fusión y la generación de nueva energía. Las bobinas magnéticas que facilitan la compresión del plasma también recuperan la energía generada. Parte de esta energía se recicla y se usa para recargar los capacitores que originalmente estaban ejecutando la reacción. La energía adicional adicional es la electricidad que se puede utilizar.

Kirtley compara el pulso de la máquina de fusión con un pistón.

Me dijo: “Comprimes tu combustible, se quema fuerte e intensamente, pero solo por un corto tiempo. Y la cantidad de calor que se desprende en ese pequeño pulso es más que una gran llama encendida todo el tiempo”. “Y debido a que es un pulso, debido a que es un pulso único de baja intensidad, puede hacer que estos actuadores sean más compactos, mucho más pequeños”, lo cual es importante para reducir los costos.

La idea en realidad no es nueva. Kirtley dijo que la teoría se desarrolló en las décadas de 1950 y 1960. Pero no fue posible implementarlo hasta que se desarrollaron los transistores y semiconductores modernos. Tanto Pihl como Kirtley consideraron una fusión al principio de sus carreras y no estaban convencidos de que fuera económicamente viable hasta que se les ocurrió este diseño de FRC.

Otra trinchera por cruzar: Este diseño usa combustible muy escaso. El combustible para el enfoque de Helion es deuterio, un isótopo de hidrógeno fácil de encontrar, y helio-tres, un tipo muy raro de helio con un neutrón extra.

“Solíamos decir que tenías que ir al espacio exterior para obtener helio-3 porque era muy raro”, dijo Cretley. Para permitir que su máquina de fusión se expanda, Helion también está desarrollando un método para hacer helio-tres con fusión.

No hay duda de que Helion tiene muchos pasos, procesos y obstáculos regulatorios antes de que pueda entregar energía limpia ilimitada al mundo, como pretende hacer. Pero la forma en que se siente cuando camino por un laboratorio enorme y abierto de par en par, con algunos de los ventiladores de techo más grandes que he visto en mi vida, se siente posible de una manera que nunca antes había sentido. De vuelta en el humo ese día, estaba muy agradecida de recibir esta dosis de esperanza.

Pero la mayoría de la gente no visitó el Helion Energy Lab ese día. La mayoría de las personas estaban sentadas adentro o arriesgándose afuera, incapaces de ver el horizonte, incapaces de ver el futuro donde construir una máquina de fusión es un trabajo que se hace como un mecánico trabajando en un garaje. Le pregunté a Kirtley sobre la sensación combativa de desesperación en el humo y la esperanza de que se ensamblaran las piezas de fusión.

“La disonancia cognitiva a veces de lo que vemos en el mundo y lo que podemos construir aquí es muy intensa”, dijo Kirtley.

“Hace veinte años, éramos menos optimistas sobre la fusión”. Pero ahora, sus ojos brillan mientras camina por el laboratorio. “Estoy muy emocionada. Me siento muy, se nota, me siento con mucha energía”.

Otros jóvenes científicos también están entusiasmados con la fusión. Al comienzo de la semana que visité, Kirtley estaba en la conferencia del Departamento de Física del Plasma de la Sociedad Estadounidense de Física dando una conferencia.

“Al final de mi charla, salí y había 30 o 40 personas conmigo, y en el pasillo hablamos durante una hora y media sobre la industria”, dijo. “La emoción fue enorme. Y gran parte fue con jóvenes ingenieros y científicos que son estudiantes de posgrado o posdoctorados, o en los primeros 10 años de sus carreras, que estaban realmente entusiasmados con lo que está haciendo la industria privada”.