الإندماج هو المستقبل

حوار مع الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة كومنولث فيوجن سيستمز عن برنامج الشركة الرائد الخاص بتكنولوجيا الإندماج

تعتبر شركة كومنولث فيوجن سيستمز (سي اف اس) (أو كومنولث لأنظمة الاندماج) واحدة من اكثر الشركات المثيرة للاهتمام التي تعمل في مضمار أحدث ما توصل إليه العلم وتحول الفكر في قطاع الطاقة. منذ تأسيسها في عام 2018، وبصفتها فرعًا من مركز علوم البلازما والانصهار التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، تعمل الشركة على تطوير أنواع من المغناطيس فائق الموصلية وعالي الحرارة. كما تقوم ببناء أول نظام اندماج في العالم لغرض الحصول على الطاقة الصافية. وهذه التكنولوجيا الرائدة قد تغير قواعد اللعبة بما لديها من قدرة على توفير طاقة غير محدودة ومستدامة ونظيفة للعالم.

وفي ديسمبر 2021، شارك صندوق جيمكو  للتكنولوجيا، التابع لشركة جميل لإدارة الاستثمار، في دورة التمويل من الفئة “ب”  لشركة كومنولث فيوجن سيستمز بقيمة 1.8 مليار دولار أمريكي لتسريع عملية تسويق طاقة الإندماج. ويأتي هذا الاستثمار من قبل شركة جميل لإدارة الاستثمار (جيمكو) في إطار جهودها لدعم  التكنولوجيات المبتكرة الرائدة التي سترسم صورة ايجابية لمستقبل الصناعات الأساسية بما من شأنها دفع عجلة الاقتصاد العالمي.

تحدثنا إلى بوب مومجارد، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة كومنولث فيوجن سيستمز وفادي جميل، نائب الرئيس ونائب رئيس مجلس الإدارة بعبداللطيف جميل، للتعرف على تلك التكنولوجيا الرائدة ورؤية الشركة فيما يخص الطاقة المستدامة ومدى ملائمتها مع محفظة جيمكو (شركة جميل لإدارة الاستثمار)  المتنامية التي تضم المبتكرين والمبدعين البارزين في مجال التكنولوجيا.

سؤال: هل يمكن أن تعطينا نبذة عن شركة كومنولث فيوجن سيستمز ورسالتها؟

بوب مومجارد: إن  شركة  كومنولث فيوجن سيستمز تقوم على أشخاص وأفكار خرجت من مركز علوم البلازما والانصهار التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وقد ظل مركز علوم البلازما والانصهار يعمل على طاقة الإندماج لعقود، حتى أصبح بإمكاننا أن نرى تلك التكنولوجيا تنطلق من المختبر إلى الأسواق. وكان السؤال آنذاك: كيف يمكن تحقيق ذلك؟ وماذا يمكننا ان نفعل لجعل ذلك يتحقق بسرعة؟ وفي العام 2016، بدأنا في وضع خطة تقوم على تقنية المغناطيس المتقدمة التي كنا نطورها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والذي ما زلنا نعمل ونتعاون معه. وبحلول عام 2018، باتت شركة كومونولث فيوجن سيستمز كياناً منفصلاً وحصلت على أول تمويل خاص بها. وتمثلت الخطوة التالية في تنفيذ الخطة الفنية التي وضعناها معًا.

سؤال: هل يمكن أن تشرح لنا بعبارات بسيطة الفكرة العلمية التي تقوم عليها أنظمة طاقة الاندماج؟

بوب مومجارد: الاندماج ببساطة هو عكس الانشطار (وأعني هنا الانشطار النووي أو الطاقة النووية التي نعرفها اليوم). بينما يقوم الانشطار النووي على انشطار أو انقسام  الذرة، يأخذ الاندماج أخف الذرات (كذرة الهيدروجين على سبيل المثال) ويجمعها – أو يدمجها – معًا.

والاندماج يعتبر من التفاعلات الأساسية في الكون. فهو الطريقة التي بها تعمل النجوم كافة بما فيه شمس كوكبنا. كما أنه يعد التفاعل الرئيس الذي به تتكون الذرات داخل أجسادنا.

ولتجعل هذا التفاعل يحدث على كوكب الأرض وداخل آلة، تحتاج إلى تهيئة ظروف داخل تلك الآلة تتماثل مع الظروف الموجودة داخل النجوم. ونحن هنا نتحدث عن درجة حراة مرتفعة للغاية … قد تصل إلى 100 مليون درجة [مئوية]. لذا فإن المكون الذي يسبب الاندماج – أو البلازما – يبدو وكأنه في الفضاء الخارجي لا على الأرض. ومعظم التقنيات التي قد تم تطويرها من أجل القيام بذلك اعتمدت على استخدام مجال مغناطيسي لعزل البلازما. فالبلازما يتم تسخينها إلى درجات حرارة مرتفعة لمستويات قد يصعب على عقولنا تصورها فيبدأ التفاعل وتنتج طاقة.

نحن هنا بصدد عنصران أساسيان  يتحكمان في العملية كلها وهما: المغناطيس؛ وحجم وشكل الآلة. وبشكل أساسي كلما كان المغناطيس أقوى، كلما كان العزل أفضل. أما بالنسبة للآلة، فيمكن القول أن خصائص الأشكال المختلفة للآلات تتباين من حيث عزل البلازما. ويُطلق على نوع الآلة التي تستخدمها معظم أنظمة طاقة الاندماج، بما في ذلك شركتنا، اسم توكاماك، وهي عبارة عن “زجاجة مغناطيسية” تحيط ببلازما الاندماج.

سؤال:إذن فما الذي يميز طاقة الاندماج ؟

بوب مومجارد:  تطلق عملية الاندماج كميات هائلة من الطاقة – إذ ينتج عن كل تفاعل حوالي 200 مليون مرة طاقة أكثر مقارنة بحرق الوقود الحفري.

وينطوي ذلك على مجموعة كاملة من الآثار الايجابية غير المباشرة. فأولاً، تعني تلك التكنولوجيا أن الوقود في الأساس مجاني وبلا مقابل. فلا يوجد مورد مطلوب للحصول على الوقود. كما أنه متوافر في كل مكان ومتاج للجميع في أي مكان في العالم.

ويعني ذلك ايضا انفصال الطاقة عن الموارد، وهو ما يمثل تحولا أساسيا في طريقة تفكيرنا فيما يتعلق بالطاقة. فأنت لا تستخرج شيئًا من باطن الأرض ولا تنتظر أن تهب الرياح  أو أن تشرق الشمس. كل ما عليك فعله هو توفير آلة.

ولأن الاندماج عكس الانشطار النووي – كما ذكرنا من قبل –  فليس هناك ما يدعو إلى القلق. فلا توجد ردود افعال أو مخاوف من الطاقة النووية. ولا يتضمن الأمر مواد يجب علينا أن نتتبعها لأنها قد تدخل في صناعة الأسلحة. كما أن هذه العملية لا تشتمل على النفايات النووية طويلة الأجل التي يتعين علينا التخلص منها. إنها حقا تقنية بسيطة ونظيفة مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى.

سؤال: هل هناك تقنية مبتكرة بعينها رأيت أنها ستساعدكم في دفع هذه التكنولوجيا إلى الأمام؟

بوب مومجارد:: نعم. إن توكاماك تعتبر النهج الأيسر في فهمه فيما يتعلق بالاندماج. فهي تحيط بالبلازما التي يحدث الاندماج داخلها  وهي أفضل 1000 مرة من حيث الأداء مقارنة بأية تقنية أخرى.

ثمة جانب سلبي واحد، وهو أن تقنية توكاماك الحالية تحتاج إلى أن يكون حجم الآلة كبير للغاية لتوفير المجال المغناطيسي المطلوب والحصول على صافي طاقة الاندماج، وهو أمر ضروري في محطات توليد الطاقة. فعلى سبيل المثال، هناك تعاون دولي بين البلدان لبناء محطة في جنوب فرنسا تسمى ITER وهي منشأة كبيرة جدًا جدًا. يبلغ طول منصة آلة التوكاماك وحدها كيلومترًا وعرضها 400 مترًا – أي ما يعادل حوالي 60 ملعبًا لكرة القدم.

كنا لدينا ايمانا أنه إذا تمكنا من بناء مغناطيس أكثر قوة وله مجال مغناطيسي يفوق ما كان موجودا بشكل ملحوظ، يمكننا تصغير حجم التوكاماك بشكل كبير والحصول على صافي طاقة الاندماج باستخدام آلة أصغر وأقل تكلفة.

لذلك، استخدمنا الموصلات الفائقة عالية الحرارة التي توافرت حديثا  لبناء مغناطيسات جديدة تعمل على تغيير قواعد اللعبة. فهي أصغر حجما وتتمتع في الوقت نفسه بمجال مغناطيسي أكبر بكثيرمقارنة بمغناطيس الاندماج المعروف.

ونتيجة لذلك، من خلال تطوير المغناطيسات فائقة الموصلية وعالية الحرارة بالشكل الصحيح، يمكننا الحصول على  آلات توكاماك أصغر بكثير – حوالي 40 مرة أصغر من الموجودة في محطة  ITER ، على سبيل المثال – وهو ما يغير قواعد اللعبة فيما يتعلق أنظمة الاندماج.

سؤال: ما مدى قوة المغناطيسات فائقة الموصلية وعالية الحرارة؟

بوب مومجارد :المغناطيس الذي نستخدمه 20 تسلا (20 تي) والتسلا هي الوحدة المستخدمة لقياس المغناطيسية. وهذا هو أقوى مغناطيس اندماج من نوعه. يمكن لمغناطيس 15 تسلا رفع 31 برج إيفل، ويمكن لمغناطيس 19تسلا رفع 403 طائرة بوينج 747، في حين يمكن لمغناطيسنا ال 20 تسلا رفع سفينة حربية.

سؤال: وأين تم تطوير المغناطيسات فائقة الموصلية وعالية الحرارة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا؟

بوب مومجارد: عندما بدأنا، كان هناك عدد قليل جدًا من هذه المغناطيسات. كانت بعض المواد موجودة، وكان الناس يصنعون منها مغناطيسات أصغر حجما، ولكن لم يكن أي منها قريب مما هو مطلوب لآلة الاندماج.

في بدايات كومنولث فيوجن كشركة، تمثل هدفنا في التركيز على كيفية تطوير تقنية المغناطيس هذه في أسرع وقت ممكن. كان هذا هو هدفنا خلال السنوات الثلاث الأولى للشركة، وكنا نعمل بالتعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. قيل أن الأمر سيستغرق 10 سنوات على الأقل. ولكننا كنا واثقين أن بإمكاننا  أن نحقق ذلك خلال ثلاث سنوات فقط، وهو بالفعل ما حدث.

سؤال: فادي، لدى عبداللطيف جميل  سجلاً حافلاً فيما يتعلق  بالاستثمار في تقنيات الطاقة المستدامة. ما الذي لفت انتباهك بشكل خاص في كومنولث فيوجن سيستمز؟

فادي جميل: لقد علمنا بكومنولث فيوجن سيستمز في البداية من خلال علاقتنا بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قريب جدًا من قلوبنا وأعمالنا، ونحن نأخذ ما يقولونه على محمل الجد. إنها علاقة ناجحة جدًا من ناحية الأعمال التجارية وأيضًا من ناحية العمل الخيري.

عندما سمعنا عن كومنولث فيوجن سيستمز، أبدينا على الفور اهتماما بسبب تواجدنا في مجال تقنيات الطاقة المتجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ومؤخراً في الهيدروجين الأخضر. وكومنولث فيوجن سيستمز ترسم مسارا تحوليا رائدا يمكن أن يسهم في تحفيز عملية إزالة الكربون في العالم بمعدل أسرع من خلال تقنيتها الثورية. وقد كنا حريصين على المشاركة وتقديم الدعم من أجل المساعدة في هذه العملية وتسريع وتيرتها.

كنت مع رئيسنا في جلاسكو في مؤتمر الأمم المتحدة للتغير المناخي COP26، ولاحظنا مدى الاهتمام بطاقة الاندماج. إنها حقا مثيرة للاهتمام إذا نظرنا إلى ما يمكن أن تحققه وقت أقصر مقارنة بغيرها من التقنيات الأخرى المتاحة اليوم.

سؤال: هل تعتقد أن رأس المال الخاص لديه فرصة، إن لم تكن مسؤولية، فيما يتعلق بتسريع عملية تطوير تقنيات مبتكرة مثل هذه التقنية والإسهام في تحقيق مستقبل مستدام؟

فادي جميل: نعم. أعتقد أن رأس المال الخاص – والشركات العائلية – يتمتعا بميزة مهمة وهي الصبر. حيث يمكنهما تحمل تكلفة الاستثمار على المدى الطويل، فليس لديهم مجموعة كبيرة من المساهمين يطالبون بأرباح وعوائد خلال فترة تمتد من ثلاث إلى خمس سنوات. وعلى هذا الأساس، فأنا أعتقد أن ثمة فرصة فريدة بالنسبة لرأس المال الخاص في هذا الصدد – ويمكنني أن أقول إنها مسؤولية – للاستثمار في هذا النوع من التقنيات المستقبلية الخارقة كجزء من استمرارية واستدامة  أعمالهم، وأيضًا كمسؤولية تجاه اللأجيال القادمة.

سؤال: هناك مشروعات أخرى تخص طاقة الاندماج يجري العمل عليها في جميع أنحاء العالم. ما الذي يجعل التقنية التي أطلقتها شركة كومنولث فيوجن سيستمز مختلفة؟ هل الأمر كله متعلق بالمغناطيس المستخدم؟

بوب مومجارد: هدفنا هو المضي قدمًا في مجال تكنولوجيا الاندماج بأسرع ما يمكن من خلال تطبيق العلوم المثبتة وتطوير تقنيات جديدة تأخذنا إلى مرحلة التسويق والعمل التجاري.

وهذا هو السبب في أننا نستخدم التوكاماك – فهي تنطوي على النهج الأفضل فيما يتعلق بالاندماج من حيث الأداء واليسر. ثم نضيف العنصر الذي كان ناقصاً، وهو القدرة على بنائها بالنطاق الصحيح، وهو ما نحصل عليه عن طريق المغناطيس فائق الموصلية وعالي الحرارة. وبإضافة تقنية المغناطيس فائق الموصلية وعالي الحرارة إلى التوكاماك، سوف يكون بإمكاننا تسويق طاقة الاندماج في أسرع وقت ممكن.

ولا يقتصر الأمر على تقنية المغناطيس الخاصة بنا والتي تجعل شركة كومنولث فيوجن سيستمز متفردة. فنحن مجموعة تعاونية ونعمل بشكل تعاوني في المختبرات والمؤسسات المختلفة. وننشر أبحاثنا، ونخضع لمراجعة الأقران، ونطرح الأسئلة. ودائما ما نتسائل “كيف يمكننا تحسين ذلك؟” ومستوى النقد الذي نسمح به في هذا الصدد فريد. ونحن نقوم بذلك لأننا نعلم أن هذا النهج قد تم إثبات جدواه في الصناعة، مرارًا وتكرارًا، كوسيلة لتسريع عملية التقدم، بغرض خدمة العالم بشكل أسرع. ومع تغير المناخ، فإننا نسابق الزمن، ولذا فإننا نريد أن نتحرك بأسرع ما يمكن.

سؤال: وماذا سيحدث عندما تدخل طاقة الإندماج إلى عالم التجارة والتسويق؟ هل ينتظر لها أن تحل محل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، أم أنها سوف تكملهما؟

بوب مومجارد: من الواضح جدًا أنها عنصر مكمل. فالطاقة تعتبر السوق الأكبر على الإطلاق في تاريخ البشرية، لكن علينا أن نغير تمامًا الطريقة التي نعمل بها في هذا الصدد. إنها مهمة شاقة، لكن هذا هو ما يتطلبه تحول الطاقة.

يجب أن ننشر التقنية التي نمتلكها اليوم بأسرع ما يمكن، حتى تصبح مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية التي يعرفها الجميع. إنها ليست مثالية، لكنها أفضل بكثير من إطلاق المزيد من الكربون في الهواء. وإذا لم نجد حلا لمشكلة الطاقة، لن تحل مشكلة تغير المناخ.

إن الإندماج يوفر وسيلة تكميلية للحصول على الطاقة بدون انبعاثات، وبدون كربون، وبدون الحاجة إلى استخراج الموارد، وبدون نفايات نووية خطرة، كما أن بإمكانه توليد طاقة هائلة، فتلك التقنية تنتج الكثير من الطاقة في محطة صغيرة. وهذا شيء فريد جدًا يجعلنا نسعى إلى إضافة هذه التقنية إلى مزيج الطاقة.

سؤال: بوب، ذكرت استعدادكم لتسويق طاقة الاندماج بحلول أوائل عام 2030. فما هي الخطوات التالية نحو تحقيق هذا الهدف؟

بوب مومجارد : لقد تمثل أول إنجازاتنا في بناء المغناطيس فائق الموصلية وعالي الحرارة وإثبات قدرته على العمل. ولقد انتهينا من ذلك في سبتمبر [2021]. ويتمثل الانجاز التالي في بناء وتشغيل سبارك SPARC. وسبارك عبارة عن آلة توكاماك منتجة لطاقة الاندماج الصافية وهي ذي خاصية تجارية وتعمل بتقنية المغناطيس فائق الموصلية وعالي الحرارة. ومن المنتظر أن تكون سبارك أول آلة توكاماك للطاقة الصافية تم بناؤها على الإطلاق، وهو ما يعني توليد طاقة أكبر بكثير من تلك التي تستخدم في تسخين البلازما. وقد تم تصميم سبارك بغرض إنتاج طاقة تفوق ما يتم استهلاكه بمقدار 10 أضعاف، وهو ما تحتاج إليه من أجل تحقيق منظومة تجارية. وهدفنا تحقيق ذلك في عام 2025.

وسبارك في حد ذاتها لا تزود الشبكة بالطاقة. فنحن نقوم ببناء منظومة أخرى للقيام بهذه العملية. وتتمثل هذه المنظومة في أول محطة لطاقة الاندماج وقد أطلقنا  عليها ARC.

وحاليا يجري بالفعل العمل في مشروع سبارك ومن المنتظر أن تبدأ عملية التشغيل في عام 2025. إن هذا المشروع سوف يعزز فهمنا بشكل كبير ليس فقط فيما يتعلق بفيزياء البلازما والتوكاماك، ولكن أيضًا فيما يخص تجربة بناء المحطة وما يرتبط بذلك من تكاليف. كما أنه سوف يمنحنا الكثير من الثقة حول كيفية عمل الوحدة التجارية ARC. وسوف نتعلم من سبارك المزيد حول كيفية التشغيل، والتكاليف، وما سيتطلبه الأمر لربط ذلك بالشبكة. ونحن نسعى إلى أن يتم تشغيل ARC بحلول أوائل عام 2030.

سؤال: ما هو أكثر ما تتطلع إليه خلال السنوات القليلة القادمة بينما تمضي شركة كومنولث فيوجن سيستمز قدماً نحو تحقيق أهدافها؟

فادي جميل: إننا متحمسون للغاية ونتطلع إلى خوض هذه الرحلة معًا.

ونحن هنا لمد يد العون وتقديم الدعم. فهذا الأمر بالنسبة لنا ليس مجرد مشروعا مربحا. بل هو بمثابة اتجاه جديد لجيمكو، ونحن نأمل في أن يكون اتجاه جديد بالنسبة لهذه الصناعة ولمجتمعنا.

بوب مومجارد: إننا نمضي بالفعل في رحلتنا. نحن نتحرك إلى الأمام ومتحمسون للغاية وواثقون. في الماضي، دائمًا ما كنا نضع جداول زمنية طموحة وقد أدينا عمل جيد للغاية والتزمنا بتلك الجداول الزمنية على الرغم من تشكيك الكثيرين في قدرتنا على القيام بذلك. ونحن متحمسون لمواصلة عملنا في المستقبل، واكتساب المزيد من الزخم، والعمل مع المزيد من الشركاء، وتمهيد الطريق حتى تصبح المرحلة التالية جاهزة.