फ्युजनसमोरील सर्वात कठीण आव्हान केवळ भौतिकी नाही, तर खर्च-शिकणेही असू शकते

फ्युजनच्या भविष्यातील अर्थकारणासाठी नवे इशारे

फ्युजन ऊर्जा अनेक वर्षे दोन टाइमलाइनवर विकली गेली आहे: आधी हे काम करते हे सिद्ध करा, मग त्याचा कमी-कार्बन वीजेच्या व्यावहारिक स्रोत म्हणून विस्तार करा. MIT Technology Review ने अधोरेखित केलेले नवे संशोधन असा युक्तिवाद करते की पहिला भाग यशस्वी झाला तरी दुसरा भाग अनेक आशावादी परिस्थितींपेक्षा अधिक वेळ आणि जास्त खर्च घेऊ शकतो.

Nature Energy मध्ये प्रकाशित झालेला हा अभ्यास तंत्रज्ञान तैनातीतील एका मुख्य प्रश्नावर लक्ष केंद्रित करतो: एखादे तंत्रज्ञान मोठ्या प्रमाणावर तयार केले जात असताना खर्च किती जलद कमी होतो? हाच उत्तर एखादा ऊर्जा स्रोत वैज्ञानिक आश्वासनातून व्यावसायिक उपयुक्ततेपर्यंत जाईल की नाही हे ठरवू शकतो. फ्युजनच्या बाबतीत, सौर मॉड्यूल्स किंवा लिथियम-आयन बॅटऱ्यांप्रमाणे खर्च कमी होण्याचा वेग बऱ्यापैकी मंद असू शकतो, असा संशोधकांचा निष्कर्ष आहे.

चर्चेच्या केंद्रस्थानी असलेला मोजमाप

हा अभ्यास “experience rate” नावाच्या गोष्टीचा शोध घेतो, ज्याची व्याख्या दिलेल्या स्रोतामध्ये अशी केली आहे: स्थापित क्षमता दुप्पट झाली की तंत्रज्ञानाचा खर्च किती टक्क्यांनी कमी होतो. उच्च experience rate म्हणजे तैनाती आणि उत्पादन-शिकण्याद्वारे जलद खर्च सुधारणा. कमी rate म्हणजे तंत्रज्ञान काम करत असूनही खर्चातील घट हळूहळू येते.

लेखातील तुलना स्पष्ट आहे. ऐतिहासिकदृष्ट्या, onshore wind चा experience rate 12%, lithium-ion batteries चा 20%, आणि solar modules चा 23% आहे. याउलट, fission 2% वर आहे. ही आकडेवारी महत्त्वाची आहे, कारण प्रयोगशाळेतून बाहेर पडून कारखाने, प्रकल्प, अभियांत्रिकी गुंतागुंत आणि नियमनाच्या प्रत्यक्ष जगात गेल्यावर ऊर्जा तंत्रज्ञानांचे वर्तन किती वेगळे असू शकते हे ती दाखवते.

फ्युजन कदाचित हळू का शिकेल

व्यावसायिक फ्युजन प्रकल्प अजून मोठ्या प्रमाणावर अस्तित्वात नाहीत, त्यामुळे संशोधक फक्त ऐतिहासिक experience curve मोजू शकत नाहीत. त्याऐवजी, हा अभ्यास कमी किंवा जास्त खर्च-कपातीशी संबंधित वैशिष्ट्ये पाहून फ्युजनचे संभाव्य वर्तन अंदाजित करतो. स्रोत तीन घटक ओळखतो: युनिट आकार, रचना गुंतागुंत, आणि कस्टमायझेशनची गरज.

तंत्रज्ञान जितके मोठे आणि जटिल, आणि प्रत्येक वापरासाठी जितके जास्त कस्टमायझेशन आवश्यक, तितका त्याचा अपेक्षित experience rate कमी असण्याचा कल असतो. सार्वजनिक आणि खाजगी क्षेत्रातील फ्युजन तज्ञांच्या मुलाखतींवर आधारित, लेखक असा निष्कर्ष काढतात की फ्युजन प्रकल्प जलद-शिकणाऱ्या मॉड्युलर तंत्रज्ञानांच्या तुलनेत या बाबींमध्ये कमजोर ठरतील.

लेखानुसार, फ्युजन प्रकल्प तुलनेने मोठे असतील आणि कोळसा किंवा fission प्रकल्पांसारख्या उष्णता निर्माण करणाऱ्या सुविधांसारखे अधिक दिसतील. सुरक्षा आणि नियामक गरजा सोप्या असू शकतात म्हणून fission पेक्षा कस्टमायझेशन कमी लागू शकते, पण solar panels सारख्या तंत्रज्ञानांपेक्षा तरीही अधिक कस्टमायझेशन लागेल. गुंतागुंतीच्या बाबतीतही जलद किंमतकपातीसाठी दिशादर्शक अनुकूल नाही.

हे आत्ताच का महत्त्वाचे आहे

अजून व्यावसायिक यशाचा पाठपुरावा करत असलेल्या तंत्रज्ञानासाठी खर्च-विषयक चर्चा लवकरची वाटू शकते, पण तेच कारण ते महत्त्वाचे ठरते. दिलेल्या स्रोताच्या मते, सरकारी आणि खाजगी निधीचे अब्जावधी डॉलर यात गुंतलेले आहेत. धोरणकर्ते आणि गुंतवणूकदार जर फ्युजनही बॅटऱ्या किंवा सौर ऊर्जेसारखेच खर्च-शिकण्याचे नमुने पाळेल असे गृहीत धरतील, तर ते भविष्यातील ऊर्जा योजना अवास्तव अपेक्षांवर उभारू शकतात.

हा फ्युजन अशक्य आहे किंवा अप्रासंगिक आहे असा युक्तिवाद नाही. लेख त्यापेक्षा अधिक अचूक आहे. कंपन्या प्रकल्प उभारू आणि चालवू शकल्या, तर फ्युजन भविष्यात स्थिर, शून्य-उत्सर्जन वीजेचा स्रोत ठरू शकतो. इशारा एवढाच की, यशस्वी प्रात्यक्षिकाला आपोआप जलद स्वस्ततेच्या समतुल्य समजू नये.

अभ्यासाची एक महत्त्वाची मर्यादा

स्रोत विश्लेषणाच्या एका महत्त्वाच्या सीमेकडेही लक्ष वेधतो. अभ्यासाने फक्त magnetic confinement आणि laser inertial confinement पाहिले, ज्यांना आजच्या बहुतांश निधी मिळणाऱ्या दोन आघाडीच्या पद्धती म्हटले जाते. इतर पद्धती वेगळे खर्चपरिणाम देऊ शकतात.

ही अट महत्त्वाची आहे, कारण फ्युजन हा एकच तंत्रज्ञान मार्ग नाही. वेगवेगळ्या रिअॅक्टर संकल्पनांमध्ये प्रकल्पाचा आकार, उपप्रणालींची गुंतागुंत, साहित्याची गरज, आणि संचालन मॉडेल बदलू शकतात. कमी पारंपरिक रचना, तत्त्वतः, आघाडीच्या पद्धती मागे ठेवणाऱ्या काही गृहितकांना छेद देऊ शकते. पण अभ्यासाचा मुद्दा असा आहे की सर्वाधिक निधी मिळणारे मार्ग जलद स्वस्त होणाऱ्या तंत्रज्ञानांसारखे दिसत नाहीत.

हळू learning curve म्हणजे काय

या लेखामागील तर्क खरा ठरला, तर फ्युजनचा प्रवास ग्राहक-उत्पादन कथेपेक्षा मोठ्या औद्योगिक पायाभूत सुविधांच्या उभारणीसारखा दिसू शकतो. याचा अर्थ नाट्यमय नजीकच्या खर्चपतनावर कमी आणि फ्युजन उच्च खर्च असूनही कुठे मूल्य वाढवू शकते, उदा. विश्वासार्ह ठरल्यास firm zero-carbon power देणे, यावर अधिक भर.

हे वैज्ञानिक यश आणि बाजार यश यांतील फरकही स्पष्ट करेल. net energy दाखवणे किंवा स्थिर कार्यप्रणाली मिळवणे ही महत्त्वाची टप्पे राहतील, पण ती अखेरीस तैनातीचा आकार ठरवणारा प्रश्न सोडवत नाहीत: हे तंत्रज्ञान प्रत्यक्ष वीज प्रणालींमध्ये स्पर्धा करण्याइतके जलद आणि पुरेसे स्वस्त होऊ शकते का?

नव्या अभ्यासाचे हेच मुख्य योगदान आहे. ते फ्युजनला केवळ वैज्ञानिक सीमारेषा म्हणून न पाहता औद्योगिक शिकण्याची समस्या म्हणून पाहायला लावते. त्यामुळे पुढील काही वर्षांसाठी एक कमी रोमँटिक पण अधिक उपयुक्त प्रश्न उभा राहतो: फक्त फ्युजन काम करू शकते का नाही, तर grid प्रत्यक्षात वापरू शकेल इतक्या गतीने ते स्वस्त होऊ शकते का?

हा लेख MIT Technology Review च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.