Coadiuvata dai suoi partner, Proxima Fusion, la startup europea a più rapida crescita nel settore dell’energia da fusione, ha pubblicato un nuovo articolo validato in modalità peer-reviewed dalla comunità scientifica che presenta il primo concetto integrato al mondo per una centrale a fusione progettata per operare in modo affidabile e continuo e offrire un accesso commercialmente sostenibile all’energia del futuro. Pubblicato su Fusion Engineering and Design, Stellaris rappresenta una pietra miliare per l’industria della fusione, e rende gli stellarator quasi-isodinamici (QI) una via molto promettente per realizzare una centrale a fusione commercialmente sostenibile.
- La fase sperimentale riportata da Stellaris
Stellaris si basa sui risultati record dell’esperimento di ricerca Wendelstein 7-X (W7-X) in Germania, il più avanzato stellarator QI al mondo, guidato dal Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) e e finanziato con oltre 1,3 miliardi di euro dal Governo Federale Tedesco e dall’Unione Europea.
- Da W7-X al futuro: il percorso verso l’energia da fusione commerciale
Stellaris è frutto di una partnership pubblico-privata tra gli ingegneri di Proxima Fusion e gli scienziati dell’IPP. Come primo spin-out dell’IPP, Proxima Fusion sta sviluppando il proprio progetto sul lavoro all’avanguardia, sperimentale e teorico dell’Istituto, grazie a uno straordinario team ingegneristico proveniente da aziende come Google, Tesla, McLaren Formula-1 e SpaceX.
Francesco Sciortino, CEO e co-founder di Proxima Fusion, ha dichiarato: “La strada verso le centrali a fusione commerciali ora è aperta. Stellaris è il primo concetto peer-reviewed di una centrale a fusione progettata per funzionare in modo affidabile e continuo, senza le instabilità e interruzioni osservate nei tokamak e in altri approcci. Data la crescente domanda globale di energia e la necessità di sicurezza energetica in Europa, sbloccare energia illimitata e pulita attraverso la fusione non è mai stato così urgente, e Proxima è impegnata a guidare l’Europa verso un futuro alimentato dalla fusione.”
Energia da fusione nelle reti entro il prossimo decennio
Stellaris è progettato per produrre molta più energia per unità di volume rispetto a qualsiasi altra centrale a stellarator mai concepita. L’uso di magneti HTS ad alto campo consente una drastica riduzione delle dimensioni del reattore rispetto ai precedenti stellarator, permettendo di costruire impianti più rapidamente, migliorare l’efficienza della generazione di energia e ridurre i costi complessivi di costruzione e attività. Inoltre, Stellaris utilizza solo materiali già disponibili, rendendone possibile la realizzazione attraverso le attuali filiere industriali.
L’approccio ingegneristico basato su simulazioni di Proxima Fusion ha permesso iterazioni rapide di design grazie all’uso di calcolo avanzato e su scala. Stellaris è il primo progetto di centrale basato su stellarator QI-HTS che soddisfa simultaneamente tutti i principali vincoli fisici e ingegneristici, come dimostrato attraverso simulazioni elettromagnetiche, strutturali, termiche e neutroniche. L’integrazione all’interno di un unico quadro di ottimizzazione consente a Proxima Fusion di fare un coraggioso verso il suo stellarator dimostrativo, Alpha, invece di costruire diversi dispositivi con miglioramenti incrementali nell’arco di decenni.
Caratteristiche tecniche innovative del design Stellaris
- Un campo magnetico ottimizzato per la produzione di energia su scala;
- Strutture di supporto robuste in grado di sopportare le forze operative a piena potenza; • Integrazione efficace della tecnologia HTS, garantendo un’efficiente gestione del calore sulle superfici interne;
- Un concept per l’assorbimento di neutroni e produzione di trizio adattato alla complessa geometria degli stellarator.
Dalla visione alla realtà: la costruzione della centrale
Con il suo magnete demo, lo Stellarator Model Coil (SMC), nel 2027 Proxima Fusion punta a eliminare i rischi legati all’integrazione della tecnologia HTS per gli stellarator. La società, con il suo stellarator dimostrativo Alpha nel 2031, dimostrerà che gli stellarator possono produrre energia da fusione netta, e punta a portare energia da fusione sicura, pulita e illimitata alla rete nel corso degli anni ’30.
Il professor Helander, Direttore della Divisione Teoria degli Stellarator al Max Planck IPP, ha dichiarato: “IPP è un pioniere nell’ottimizzazione degli stellarator. Negli ultimi anni siamo riusciti a progettare stellarator con proprietà fisiche che promettono prestazioni senza precedenti. Tuttavia, rimangono molte sfide tecnologiche e ingegneristiche, problemi che Proxima Fusion in collaborazione con IPP ha affrontato con coraggio in questa ricerca unica nel suo genere. Questo lavoro è importante e necessario nel percorso verso una centrale a fusione operativa che, grazie alla nostra collaborazione, stiamo enormemente accelerando”.
Jorrit Lion, Co- fondatore e Chief Scientist di Proxima Fusion, ha aggiunto: “Per la prima volta stiamo dimostrando che le centrali a fusione basate su stellarator QI-HTS sono possibili. Il design Stellaris copre un’ampiezza senza precedenti di analisi fisiche e ingegneristiche in un unico progetto coerente. Per rendere realtà l’energia da fusione, dobbiamo ora procedere con la progettazione ingegneristica completa e continuare a sviluppare le tecnologie abilitanti.”
Ian Hogarth, partner di Plural, tra i primi investitori di Proxima Fusion, ha aggiunto: “Quando Proxima ha iniziato il suo percorso, i fondatori hanno detto: ‘È possibile, ve lo dimostreremo” e lo hanno fatto. Stellaris posiziona glistellarator QI-HTS come la tecnologia di punta nella corsa globale verso la fusione commerciale.”
In breve
- Pubblicato su Fusion Engineering and Design l’articolo di validazione scientifica (peer-reviewed) di Stellaris, il primo concept integrato al mondo per una centrale a fusione progettata per operare in modo affidabile e continuo, offrendo accesso commercialmente sostenibile all’energia del futuro.
- Grazie ai progressi dei magneti superconduttori ad alta temperatura (HTS) e l’ottimizzazione computazionale realizzata dal team, Stellaris rappresenta un progetto di stellarator ad alto campo che per la prima volta bilancia le prestazioni fisiche con i vincoli ingegneristici per la produzione di energia.
- Proxima Fusion sta rispettando il programma di lavoro per costruire il suo stellarator dimostrativo, Alpha, con l’obiettivo di mostrare già nel 2031 energia netta da fusione in continuità, un risultato chiave per aprire la strada all’applicazione commerciale di questa nuova forma di energia.
