Cercetare - Fuziunea nucleară - exagerare sau soluție la problemele energetice?
Folosirea laserelor pentru a exploata o sursă de energie aproape inepuizabilă - sună a science-fiction. Cu puțin peste un an în urmă, această promisiune a ținut prima pagină a ziarelor din întreaga lume. La 5 decembrie 2022, cercetătorii americani au fuzionat nuclee atomice și au generat mai multă energie decât cea pe care au pus-o direct în ele, folosind lasere. Secretarul american al Energiei, Jennifer Granholm, a numit-o "una dintre cele mai impresionante realizări științifice ale secolului XXI".
Dintr-o dată, și politicienii din Germania au început să vorbească din ce în ce mai mult despre fuziunea nucleară. Ministrul federal al cercetării, Bettina Stark-Watzinger (FDP), a anunțat recent investiții de peste un miliard de euro în următorii cinci ani. Subiectul este în vogă.
"Pot să confirm acest lucru", a declarat pentru Agenția germană de presă Thomas Klinger, șeful experimentului de fuziune "Wendelstein 7-X" de lângă Greifswald. "S-au înregistrat deja progrese foarte importante în cercetarea în domeniul fuziunii, ceea ce încurajează publicul larg că nu este vorba de un castel în aer care va fi manipulat la nesfârșit." Wendelstein 7-X a atins, de asemenea, o etapă importantă la începutul anului. Acesta a reușit să mențină o plasmă - un tip de a patra stare a materiei necesară pentru fuziunea nucleară - foarte fierbinte și pentru o perioadă lungă de timp.
În fuziunea nucleară, nucleele atomice sunt fuzionate la temperaturi extreme. Acest lucru se întâmplă și în stele și, prin urmare, și în Soare. Oamenii de știință folosesc lasere sau magneți pentru a realiza acest lucru. Teoretic, ar putea fi generate cantități enorme de energie - într-un mod neutru din punct de vedere climatic, fără riscul unei catastrofe în reactor, ca în cazul fisiunii nucleare, și fără deșeuri de lungă durată și foarte radioactive. Până în prezent, în ciuda deceniilor de cercetare, acesta este un vis al viitorului.
Roth: Investiții private de ordinul miliardelor
"Crearea artificială a unei stele pe Pământ, menținerea ei în viață și mulgerea ei" este cel mai complicat lucru pe care oamenii l-au încercat vreodată, spune Markus Roth de la Universitatea Tehnică din Darmstadt. "Dacă ar fi fost o știință a rachetelor, am fi făcut-o în anii '60".
În experimentul din SUA, așa cum se obișnuiește în cercetare, s-a luat în considerare doar balanța energetică a plasmei în sine - dar nu și balanța generală. Pentru viitoarea producție de energie electrică, este esențial ca acesta să fie pozitiv, ceea ce este încă departe de a fi. Conform informațiilor furnizate la momentul respectiv, sistemul a necesitat aproximativ 300 de megajouli de energie pentru a furniza doi megajouli de energie laser, care au generat trei megajouli de randament de fuziune. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că energia generată este termică și că, de obicei, există pierderi majore atunci când este transformată în energie electrică.
Start-up-ul germano-american Focused Energy, co-fondat de Roth, vrea să facă fuziunea cu laser utilizabilă. Mai mulți cercetători care au fost implicați în descoperirea de acum un an din SUA sunt, de asemenea, implicați. Aceștia au fost deja invitați la Casa Albă și fac parte dintr-un program de finanțare american. Potrivit lui Roth, un număr tot mai mare de start-up-uri stimulează dezvoltarea. Unele dintre companii au atras deja investiții private de ordinul miliardelor.
În septembrie, compania de consultanță în management Strategy& a avertizat că Germania ar putea rămâne în urmă din cauza investițiilor mai mici decât în străinătate, în ciuda faptului că desfășoară cercetări de vârf.
Însă banii singuri sunt inutili, spune Klinger. Este nevoie de un mediu adecvat, care să includă și industria. "Nu există o industrie de fuziune în acest sens. Aceasta începe să se formeze încet-încet". Pentru aceasta, trebuie de fapt dezvoltate prototipuri și construite uzine. Acest efect de sparring este important.
Kemfert: Mini succese actuale
Potrivit companiei, Gauss Fusion este singura dintre cele aproximativ 40 de companii de fuziune nucleară existente, în principal din SUA, care provine din industrie și nu din cercetare. Aducerea fuziunii în rețea nu mai este o problemă fizică, ci una de inginerie, spune directorul general Milena Roveda. Obiectivul ei: să construiască o centrală electrică în Europa până la începutul anilor 2040. Punctul de cost: 20 de miliarde. După aceea, costurile ar urma să scadă. Banii ar urma să provină de la donatori din sectorul public și privat.
"Alte tehnologii sunt mai ieftine și mai rapide decât fuziunea nucleară", critică Claudia Kemfert, expertă în energie la Institutul german pentru cercetare economică (DIW). Promisiunile fuziunii nucleare sunt "mai mult o iluzie decât realitate". Ea vorbește despre mini-succesele actuale. Până când fuziunea nucleară va fi gata, energiile regenerabile ar putea permite o aprovizionare completă.
Heinz Smital, expert în domeniul nuclear la Greenpeace, consideră, de asemenea, că "noul hype" din jurul fuziunii nucleare este foarte problematic. "Aceasta duce la investiții masive de bani într-o tehnologie care va aduce puține beneficii societății". Miliardele promise de guvernul german ar trebui mai degrabă să fie investite în digitalizarea rețelelor energetice și în stocare, alături de promovarea energiilor regenerabile.
Klinger recunoaște că energia de fuziune are mai multe șanse să joace un rol în a doua jumătate a acestui secol. "Ca să fiu sincer, nu cred că este un lucru rău". Este o iluzie că vremurile de aur în materie de energie vor răsări după 2050. Există regiuni ale lumii care nu sunt suficient de aprovizionate, iar eliminarea gazelor cu efect de seră din atmosferă va necesita multă energie. Pentru Roth, este vorba și despre independența energetică: în viitor, vom depinde și de alte regiuni ale lumii pentru aprovizionarea cu energie solară sau cu hidrogen. Fuziunea nucleară ar putea oferi un remediu.
Klinger crede că prima centrală de fuziune ar putea fi construită până la mijlocul secolului. "Cred că acest lucru este cu siguranță fezabil fără a sta pe o fundație prea șubredă". Dacă se începe imediat, ar putea fi fezabilă și peste 20 de ani - cu ceva mai multe riscuri, deoarece mai puține întrebări tehnice ar fi fost clarificate în prealabil. "Rămâne dificil. Ne aflăm mereu la limitele a ceea ce este fezabil din punct de vedere tehnic." Dar Klinger este, în general, optimist. "Nu optimist în mod necontrolat acum, dar optimist. Ar trebui să funcționeze. Asta este tot ce poate spune un om de știință".
Citește și:
- Lichidare iminentă: chinezii de la Evergrande obțin o amânare până la sfârșitul lunii ianuarie
- Meteorologii avertizează asupra drumurilor alunecoase - se așteaptă noi ninsori
Sursa: www.stern.de