Sokáig csak álom volt, de ma már a magántőke is látja benne a fantáziát: áttörés előtt lehet a fúziós energia
A közkeletű mondás szerint a fúziós energiától harminc éve is húsz-harminc évre voltunk, és most is ez a helyzet, ám az elmúlt öt évben valami megmozdult, és a technológia fejlesztésére mintegy 10 milliárd dollár finanszírozás érkezett kockázati tőkealapoktól, technológiai befektetőktől és kormányoktól, miután a tiszta, karbonsemleges energia iránti igény, a tudományos előrelépések az anyagtudományban vagy épp a mesterséges intelligencia energiaéhsége mind a fejlesztések felpörgetésének irányába hatnak.
A legtöbb fúziós energiával próbálkozó vállalat és a legtöbb finanszírozás az Egyesült Államokban található, de Európában és Kínában is nő az érdeklődés a technológia iránt, és egyes cégek már kifejezetten agresszív menetrendet hirdetnek a kereskedelmi fúziós energia elérésére már a következő pár évben.
Hogyan működik a fúziós energia?
A magfúzió során könnyű atomok – általában hidrogén és annak izotópjai mint a deutérium és a trícium – kombinációja történik nehezebb atomokká, melynek során energia szabadul fel, ami gyakorlatilag az ellentéte a hagyományos atomenergiának, melynek során atommaghasadás történik, tehát nehéz atomok válnak szét könnyebb atomokká – írja a The Conversation.
A problémát a fúziós során felszabaduló energia kontrollálása és felhasználása jelenti, hiszen míg a természetben ez a folyamat a csillagok magjában zajlik, addig ezt a Földön nehéz olyan módon reprodukálni, hogy az energia gazdaságosan hasznosítható legyen. A fúzió során létrejövő forró plazma ugyanis csak rendkívüli erősségű mágneses mezővel kontrollálható.
Még nem sikerült olyan reaktorokat felhúzni, melyek konzisztensen több energiát termelnek, mint amennyi a folyamat létrehozása igényel.
A leggyakoribb dizájn a fúziós reaktorok esetében a toroid avagy fánkszerű forma. A legjobb eredményt az úgynevezett tokamak dizájn segítségével a deutérium-trícium fúzió terén az európai JET reaktor érte el 1997-ben, de az is csak a befektetett energia 0,67-szeresét nyerte vissza. Ugyanakkor a japán JT-60 reaktor csak deutériumot használó eredményei arra utalnak, hogy tríciumot is felhasználva ennél jobb eredmény is elérhető. Rövid időszakokra ennél jobb eredményeket is demonstráltak.
Az ITER-projekt és a piaci vállalkozások
A fúziós energia legnagyobb fejlesztése az ITER-projekt (International Thermonuclear Experimental Reactor – Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor), ami 1985-ben kezdődött meg egy Európai Unió, az USA, a Szovjetunió és Japán közti együttműködés keretében, azonban már a projektben több mint 35 ország vesz részt. A reaktor tervezése és a helyszín kiválasztása mintegy 25 évig tartott, és az építkezés végül a franciaországi Cadarache-ban indult 2010-ben. A kezdeményezés haladását késések is hátráltatták, így a kezdeti kutatások 2034-ben indulhatnak el, míg a deutérium-trícium fúziót 2039-re tervezik. A tervek szerint az ITER mintegy 500 megawatt energiát hoz majd létre mindössze 50 megawatt befektetésével, ám ez csak egy tudományos kísérlet lesz, áramtermelés nincs a tervek között.
Míg az ITER szupravezető mágnesei az abszolút nullához közeli hőmérsékleten (mínusz 269 Celsius-fokon) működnek, a technológiai fejlődés eredményeképp újabb reaktorok már jóval magasabb hőmérséklettel is működőképesek lehetnek, csökkentve ezzel a hűtési költségeket.
Mikorra várható a kereskedelmi fúziós energia?
Ez már a több állam együttműködését igénylő ITER-rel szemben a magántőke érdeklődését is felkeltette, így például
a Commonwealth Fusion System által tervezett SPARC tokamak 3 milliárd dollárnyi tőkét vont be, és a 2030-as évek közepére kereskedelmi működést tervez.
Egy másik vállalat, a Type I Energy ugyancsak úgy véli, hogy addigra képes lesz üzletileg is sikeres módon áramot termelni fúziós energiával.
Nagy-Britanniában egy a kormány által is támogatott iparági együttműködés 2040-re készítené el az első reaktort. Kínában az állami Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak 2027-re szeretné demonstrálni az energianyereséget.
Mindegyik projekt mintegy gigawattos nagyságrenddel számol, ám kérdéses, hogy tarthatók-e az ambiciózus tervek, amikor a hagyományos atomerőművek építését is gyakran nehezítik csúszások, de a szabályozói elvárások és a szükséges engedélyek megszerzése miatt még egy szénerőmű felhúzása is eltarthat akár egy évtizedig is.
Bár könnyen lehet, hogy számos, a szektorban próbálkozó vállalat nem lesz sikeres, de az eredményeikre később más cégek is építhetnek, és előbb-utóbb mégiscsak elérhető lesz a fúziós energia, még ha később is a vártnál.
A következő 100 évre meghatározták az atomipart: felértékelődik egy reaktortípus, Magyarország is akar belőle – helyzeti előnyben vagyunk a Roszatom miatt
A most kötött atomipari megállapodások legalább 100 évre meghatározzák az atomipar jövőjét – jelentette ki Szergej Kirijenko, az orosz elnöki adminisztráció helyettes vezetője az Atomenergetikai Világhét néven szervezett nemzetközi fórumon. Ismertette az atomiparnak a Roszatom fókuszában lévő fejlesztési irányait is.
