Visitar Helion Energy cuando la región de Seattle estaba cubierta de humo

El jueves 20 de octubre realicé un viaje informativo a Everett, Washington, para visitar Energía Helión, una startup de fusión que ha recaudado casi $ 600 millones de una gran cantidad de inversores relativamente conocidos de Silicon Valley, incluidos Peter Thiel y Sam Altman. Tiene otros $ 1.7 mil millones en compromisos si alcanza ciertos objetivos de rendimiento.

Debido a que la fusión nuclear tiene el potencial de generar cantidades ilimitadas de energía limpia sin generar ningún desperdicio nuclear duradero, a menudo se la llama el "santo grial" de la energía limpia. Sin embargo, el santo grial sigue siendo esquivo, porque recrear la fusión en la tierra de una manera que genere más energía de la necesaria para encender la reacción y pueda mantenerse durante un período prolongado de tiempo ha sido hasta ahora inalcanzable. Si tan solo pudiéramos lograr comercializar la fusión aquí en la tierra ya escala, todos nuestros problemas energéticos se resolverían, dicen los defensores de la fusión. 

La fusión también ha estado en el horizonte durante décadas, fuera de nuestro alcance, aparentemente firmemente arraigada en una utopía tecnológica que solo existe en las novelas de ciencia ficción y fantasía.

Pero visitar el enorme espacio de trabajo y el laboratorio de Helion Energy sacó la idea de la fusión de lo completamente fantástico a lo potencialmente real para mí. Por supuesto, "potencialmente real" no significa que la fusión será una fuente de energía comercialmente viable que alimentará su hogar y mi computadora el próximo año. Pero ya no se siente como volar una nave espacial a Plutón.

Mientras caminaba a través de los enormes edificios de Helion Energy en Everett, uno en pleno funcionamiento y el otro aún en construcción, me llamó la atención el aspecto cotidiano de todo. Equipos de construcción, maquinaria, cables de alimentación, bancos de trabajo e innumerables componentes que parecen naves espaciales están por todas partes. Los planes se están ejecutando. Se están construyendo y probando máquinas que parecen extrañas.

Para los empleados de Helion Energy, construir un dispositivo de fusión es su trabajo. Ir a la oficina todos los días significa poner la parte A en la parte B y en la parte C, juguetear con esas partes, probarlas y luego ponerlas con más partes, probarlas, desarmar esas partes tal vez cuando algo no funciona bien, y luego volver a armarlo hasta que lo haga. Y luego pasar a la Parte D y la Parte E.

La fecha de mi visita también es relevante para esta historia, porque agregó una segunda capa de lo extraño que se vuelve real a mi viaje periodístico. 

El 20 de octubre, la región de Seattle Everett quedó cubierta por niveles peligrosos de humo de incendios forestales. El índice de calidad del aire de Everett era 254, lo que lo convertía en la peor calidad del aire del mundo en ese momento, según IQ Air.

“Varios incendios forestales que ardían en el norte de Cascades fueron alimentados por condiciones climáticas cálidas, secas y ventosas. Los vientos del este avivaron los incendios y llevaron el humo resultante hacia el oeste, hacia Everett y la región de Seattle”. christi chester schroeder, me dijo el Gerente de Ciencias de la Calidad del Aire en IQAir North America.

El calentamiento global está ayudando a alimentar esos incendios, Denise L. Mauzerall, me dijo un profesor de ingeniería ambiental y asuntos internacionales en Princeton.

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

Era tan malo que Helion les había dicho a todos sus empleados que se quedaran en casa por primera vez. La gerencia consideró demasiado peligroso pedirles que abandonaran sus casas.

Las circunstancias de mi visita crearon una batalla incómoda. Por un lado, tenía una nueva sensación de esperanza sobre la posibilidad 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 al sentir el peso del momento. “Es muy inusual”, Chris Pihl, cofundador y director de tecnología de Helion, dijo sobre el humo.

Pihl ha trabajado en fusión durante casi dos décadas. Lo ha visto evolucionar desde el ámbito de los físicos académicos a un campo seguido de cerca por los reporteros y recaudando miles de millones en inversiones. Las personas que trabajan en la fusión se han convertido en los chicos geniales, los héroes desvalidos. A medida que superamos colectivamente cualquier esperanza realista de permanecer dentro del objetivo de 1.5 grados de calentamiento y la demanda mundial de energía continúa aumentando, la fusión es el jonrón que a veces se siente como la única solución.

"Es menos una búsqueda académica, una búsqueda altruista, y creo que en este momento se está convirtiendo más en un juego de supervivencia, con la forma en que van las cosas", me dijo Pihl, mientras nos sentábamos en las oficinas vacías de Helion mirando una pared de humo gris. “Así que es necesario. Y me alegro de que esté llamando la atención”.

CEO y cofundador David Kirtley Me acompañó por el vasto espacio de laboratorio donde Helion está trabajando en la construcción de componentes para su sistema de séptima generación, Polaris. Cada generación ha probado alguna combinación de la física y la ingeniería que se necesita para llevar a buen término el enfoque específico de fusión de Helion. El prototipo de sexta generación, Trenta, se completó en 2020 y demostró ser capaz de alcanzar los 100 millones de grados centígrados, un hito clave para probar el enfoque de Helion.

Polaris está destinado a demostrar, entre otras cosas, que puede lograr electricidad neta, es decir, generar más de lo que consume, y ya comenzó a diseñar su octavo sistema de generación, que será su primer sistema de grado comercial. El objetivo es demostrar que Helion puede generar electricidad a partir de la fusión para 2024 y tener energía en la red para fines de la década, me dijo Kirtley.

Parte de la viabilidad de obtener energía de fusión para la red eléctrica en los Estados Unidos depende de factores que Helion no puede controlar: establecer procesos regulatorios con la Comisión Reguladora Nuclear y procesos de concesión de licencias para obtener las aprobaciones requeridas de interconexión a la red, un proceso que Kirtley ha estado dicho puede variar desde unos pocos años hasta diez años. Debido a que hay tantos obstáculos regulatorios necesarios para conectar la fusión a la red, Kirtley dijo que espera que sus primeros clientes que paguen probablemente sean clientes privados, como las empresas de tecnología que tienen centros de datos hambrientos de energía, por ejemplo. Trabajar con las empresas de servicios públicos llevará más tiempo.

Una parte del sistema Polaris que parece quizás la más sobrenatural para un experto en no fusión (como yo) es la prueba del inyector Polaris, que es cómo el combustible para el reactor de fusión entrará en el dispositivo.

Podría decirse que el método de fusión más conocido implica un tokamak, un dispositivo en forma de rosquilla que utiliza imanes súper potentes para retener el plasma donde puede ocurrir la reacción de fusión. Un proyecto de fusión de colaboración internacional, llamado ITER ("el camino" en latín), está construyendo un enorme tokamak en el sur de Francia para demostrar la viabilidad de la fusión.

Helion no está construyendo un tokamak. Está construyendo un dispositivo largo y estrecho llamado Configuración invertida de campo, 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 una corriente eléctrica que fluye en un bucle confina el plasma. Los imanes disparan secuencialmente en pulsos, enviando los plasmas en ambos extremos disparándose uno hacia el otro a una velocidad superior a un millón de millas por hora. Los plasmas chocan entre sí en la cámara de fusión central donde se fusionan para convertirse en un plasma denso supercaliente que alcanza los 100 millones de grados centígrados. Aquí es donde ocurre la fusión, generando nueva energía. Las bobinas magnéticas que facilitan la compresión del plasma también recuperan la energía que se genera. Parte de esa energía se recicla y se usa para recargar los capacitores que originalmente impulsaron la reacción. La energía extra adicional es la electricidad que se puede utilizar.  

Kirtley compara la pulsación de su máquina de fusión con un pistón.

“Comprimes tu combustible, se quema muy caliente y muy intensamente, pero solo por un rato. Y la cantidad de calor liberado en ese pequeño pulso es más que una gran hoguera encendida todo el tiempo”, me dijo. “Y debido a que es un pulso, debido a que es solo un pequeño pulso de alta intensidad, puede hacer que esos motores sean mucho más compactos, mucho más pequeños”, lo cual es importante para mantener bajos los costos.

La idea en realidad no es nueva. Se teorizó en las décadas de 1950 y 60, dijo Kirtley. Pero no fue posible ejecutarlo hasta que se desarrollaron los transistores y semiconductores modernos. Tanto Pihl como Kirtley observaron la fusión al principio de sus carreras y no estaban convencidos de que fuera económicamente viable hasta que llegaron a este diseño de FRC. 

Otro foso para cruzar: este diseño usa un combustible que es muy raro. El combustible para el enfoque de Helion es deuterio, un isótopo de hidrógeno que es bastante fácil de encontrar, y helio tres, que es un tipo muy raro de helio con un neutrón extra.

“Teníamos que decir que tenías que ir al espacio exterior para obtener helio tres porque era muy raro”, dijo Kritley. Para permitir que su máquina de fusión se amplíe, Helion también está desarrollando una forma de hacer helio tres con fusión.

No hay duda de que Helion tiene muchos pasos, procesos y obstáculos regulatorios antes de que pueda traer energía limpia ilimitada al mundo, como pretende hacer. Pero la forma en que se siente caminar por un enorme laboratorio abierto de par en par, con algunos de los ventiladores de techo más grandes que he visto, parece posible de una manera que nunca antes había sentido. Al regresar al humo ese día, estaba muy agradecida de tener esa dosis de esperanza.

Pero la mayoría de la gente no estaba recorriendo el laboratorio de Helion Energy ese día. La mayoría de la gente estaba sentada atrapada en el interior o arriesgándose afuera, incapaz de ver el horizonte, incapaz de ver un futuro donde construir una máquina de fusión es un trabajo que se ejecuta como un mecánico trabajando en un garaje. Le pregunté a Kirtley sobre el sentimiento de lucha que tenía entre la desesperación por el humo y la esperanza por las piezas de fusión que se ensamblaban.

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

“Hace veinte años, éramos menos optimistas sobre la fusión”. Pero ahora, sus ojos brillan mientras me acompaña por el laboratorio. “Me emociono mucho. Me pongo muy, se nota, me da mucha energía”.

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

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