אם הייתה תמונה במילון לצד הביטוי "חשיבה מחוץ לקופסה", כנראה שהייתה שם תמונה של פבלוס הולמן. הולמן הוא ממציא, האקר ויזם טכנולוגיה (שלאחרונה הפך למשקיע בעצמו) שפתר בעיות טכניות עבור "בלו אוריג'ין" חברת החלל של ג'ף בזוס, וכיום מממן רעיונות של "מדענים משוגעים" כמוהו, ביניהם למשל, סטנדרטיזציה של כורים גרעיניים והקמה של כורי חשמל העושים שימוש בפסולת גרעינית - קילומטר וחצי מתחת לקרקע.
הולמן היה אחד הדוברים המרכזיים בכנס 3DWORLD EXPERIENCE של חברת דאסו סיסטמס (המובילה העולמית בעיצוב בעזרת מחשב והדמיה תלת ממדית פיזיקלית) ביוסטון שבטקסס ולנו העיתונאים הייתה הזדמנות לשאול אותו שאלות. אני החלטתי לשאול אותו דווקא איך היתוך קר משתלב בכלכלת האנרגיה הנוכחית, ולהולמן הייתה תשובה ארוכה. מאוד.
הולמן התחיל דווקא מהשחקן הוותיק יותר: היתוך פלזמה, כלומר הגישה הקלאסית של טוקאמק - תא ריק (ואקום) הבנוי בצורת דונאט, שבו מחממים גז עד שהוא הופך לפלזמה, ואז מחזיקים אותו במקום בעזרת שדות מגנטיים חזקים כדי לגרום לגרעינים קלים להתמזג יחדיו, ולפלוט אנרגיה בתהליך. זו הסיבה שמתקני היתוך נראים כמו מפעל מגנטי ענק: בלי שליטה בפלזמה אין היתוך יציב, ובלי היתוך יציב אין חשמל שאפשר למכור.
ברם, הולמן אומר שבשנים האחרונות היתוך הפלזמה עבר נקודת מפנה: הבעיות המדעיות הגדולות - "האם זה בכלל אפשרי" במובן הפיזיקלי, התכנסו למקום שבו התשובה יותר ויותר "כן". אנחנו נמצאים היום במקום שבו כבר קמו חברות שמנסות להפוך את ההיתוך הקר למוצר מסחרי. ביניהן Commonwealth Fusion, Thea Energy ואחרות.
אבל כאן מגיע החלק המסובך: גם אם המדע "התיישר", ההנדסה המעשית של זה עדיין קשה בצורה חריגה. היתוך פלזמה דורש דיוק חומרים, עמידות קיצונית לחום ולקרינה, מגנטי ענק, מערכות בקרה מורכבות ותפעול שלא דומה לשום תחנת כוח קיימת. המסקנה של הולמן: זה "לא צריך נס", אבל זה עדיין עלול לקחת יותר זמן ממה שמקווים - פשוט כי זה פרויקט הנדסי מהסוג שמייצר הפתעות יקרות.
בלי שמש בבקבוק
מכאן הוא עבר להיתוך קר, אבל במובן הטכני הצר: לא ניסיונות אזוטריים של "אנרגיה מהשולחן במטבח", אלא שיטות היתוך שלא נשענות על פלזמה כלואה במגנטים ענקיים. כלומר, אם היתוך פלזמה הוא "לייצר תנאים של שמש בבקבוק", היתוך "לא-פלזמטי" מחפש קיצור דרך פיזיקלי שמקרב את הגרעינים בלי הצורך במגנטי על מורכבים ויקרים מאוד.
ההשקעה הראשונה שלו בתחום הזה היא בהיתוך מזורז-מיואונים (Muon-catalyzed fusion). הרעיון מוכר מאז שנות ה־50: מיואון הוא חלקיק דמוי אלקטרון, אבל כבד בהרבה. בגלל המסה שלו, הוא יכול "להחליף" אלקטרון סביב גרעיני מימן כבדים, ולהוריד את המרחק ביניהם כך שסיכויי ההתמזגות עולים - בלי צורך בחימום לפלזמה של עשרות מיליוני מעלות. הבעיה ההיסטורית פשוטה: מיואונים לא גדלים על העצים, לצערנו. כדי לייצר אותם בכמויות צריך מתקנים עצומים בסגנון מאיץ ההדרונים הגדול של CERN, כך שהאנרגיה והעלות בדרך כלל מבטלות את היתרון.
הולמן טוען שיש לו צוות שפיתח "גנרטור מיואונים" שמייצר הרבה מיואונים בלי תשתית בסדר גודל של CERN. הוא לא נתן פרטים שמאפשרים להעריך עד כמה זה מהפכני קצב ייצור, יעילות, צריכת אנרגיה, עלויות, אורך חיים של מיואונים בתוך המערכת - אבל כן זרק יעד שאפתני: להגיע ל"נטו חיובי" כבר השנה, כלומר להפיק יותר אנרגיה ממה שמושקע בהפעלה. זה יעד חשוב, אך הוא עדיין רחוק מלהיות תחנת כוח פעילה: בין הוכחת נטו חיובי לבין מערכת יציבה, בטוחה וזולה שמסוגלת לעבוד 24/7, יש מרחק גדול וקנה מידה של תיעוש, שזה פער שעשויות לעבור שנים ארוכות עד שיצליחו לגשר עליו.
היתוך סדרתי
ההשקעה השנייה שלו היא בגישה המכונה Nano Confined Fusion, גם כאן מדובר על "כליאה" של חלקיקים, אבל ברמת הננו, ככה שהתהליך כולו קל יותר לניהול, בתיאוריה. גם כאן הוא לא נכנס לפרטים, מעבר לטענה שזה "אפילו פשוט יותר", וגם כאן הוא מעריך שאפשר להגיע לנטו חיובי השנה.
ואיפה כל זה משתלב בכלכלת האנרגיה הנוכחית? אצל הולמן ההיגיון הוא כזה: היתוך פלזמה מתקדם לעבר מסחור, אבל הוא צפוי להיות יקר, כבד ואיטי - ומתאים יותר לעולם של פרויקטי תשתית גדולים, עם לוחות זמנים של עשור ויותר, ועם שחקנים שמסוגלים לספוג עלויות ושחיקה רגולטורית (כלומר, מדינות). לעומת זאת, אם אחת הגישות "הקרות" שהוא משקיע בהן תתברר כמעשית, היא עשויה לשנות את צורת הפריסה: לא מתקן-על אחד שמזין אזור גדול, אלא יותר יחידות קטנות/מודולריות שאפשר לייצר ולהפיץ באופן סדרתי ותעשייתי. זה ההבדל בין אנרגיה כ"פרויקט לאומי" לבין אנרגיה כמוצר תעשייתי ושוק פרטי, שמתרחב בקצב של ייצור סדרתי.
אבל התחזית הכללית שלו היא אופטימית: עולם שבו אנרגיה וחשמל, הם בחינם ולכולם. זו אמירה שנשמעת טוב, אבל אצלו היא נשענת על הבחנה עניינית: לא "האם היתוך אפשרי מבחינה מדעית", אלא "איזו גרסה שלו תהיה מתאימה להנדסה וייצור בתחזוקה ובעלות".
במילים אחרות, השאלה כבר פחות פיזיקה תיאורטית ויותר כלכלה תעשייתית - אבל זה בדיוק המקום שבו חלומות וחזון נבחנים מול השורה התחתונה בחשבון החשמל.