Nuklearna fuzija: Spas za planet ili preskupa energetska iluzija?

U njemačkom Darmstadtu, u laboratorijima startupa Focused Energy, međunarodni tim stručnjaka radi na razvoju laserske nuklearne fuzije koja bi se jednog dana mogla koristiti za proizvodnju električne energije. Cilj kompanije je izgraditi demonstracijsku elektranu u sljedećih pet godina, pilot-postrojenje za deset godina, a prvu komercijalnu elektranu najranije za 15 godina.

U laboratorijima se koriste precizni strojevi i snažni mikroskopi za proučavanje gorivnih kapsula veličine svega četiri milimetra. Iako je riječ o tehnologiji koja obećava gotovo neograničenu proizvodnju energije bez emisija ugljikova dioksida, put do industrijske primjene još je dug, piše Euronews.

Ulrich Sigel, potpredsjednik Focused Energyja, smatra da obnovljivi izvori sami neće biti dovoljni za podmirivanje rastućih svjetskih energetskih potreba. Prema njegovu mišljenju, fuzija bi mogla nadopuniti sunčane i vjetroelektrane te osiguravati električnu energiju i kada nema dovoljno sunca ili vjetra.

Skeptici upozoravaju na neriješene probleme

Profesor Sven Linow, član Znanstvenog savjetodavnog odbora za klimu vlade njemačke savezne pokrajine Hessen, ne dijeli takav optimizam.

"Nitko još nije dokazao da to doista funkcionira", upozorava Linow, ističući da bi za komercijalnu proizvodnju električne energije laserska fuzija morala raditi deset puta u sekundi, neprekidno, danju i noću. Današnji eksperimenti još su daleko od takve razine pouzdanosti i učestalosti.

Jedan od najvećih problema je gorivo. Fuzijski reaktori trebali bi koristiti deuterij i tricij, a upravo je opskrba tricijem posebno zahtjevna. Procjenjuje se da ga u svijetu ima oko 50 kilograma, dok mu je vrijeme poluraspada 12,3 godine.

Za pokretanje elektrane bilo bi potrebno nekoliko kilograma tricija, a gorivo bi se potom moralo obnavljati unutar samog postrojenja. Takav proces dosad nije uspješno demonstriran u stvarnim uvjetima.

Sigel priznaje da postoje neriješena pitanja u vezi s oporavkom tricija, ali smatra da je riječ o inženjerskom izazovu, a ne nepremostivoj fizičkoj prepreki.

Njemačka ulaže milijune, investitori vjeruju u budućnost

Projekt ima potporu njemačkog kancelara Friedricha Merza i vlade Hessena. Pokrajinski premijer Boris Rhein poručuje da bi nuklearna fuzija mogla predstavljati prekretnicu u opskrbi energijom.

Interes pokazuju i privatni ulagači. Focused Energy je u početnoj rundi financiranja prikupio 240 milijuna dolara, odnosno oko 207 milijuna eura, što je najveće financiranje serije A u globalnoj industriji fuzije. Njemačka energetska kompanija RWE dodatno je povećala svoje ulaganje za 60 milijuna eura.

No, Linow smatra da bi se novac i politička pažnja trebali prvenstveno usmjeriti na tehnologije koje mogu smanjiti emisije već danas. Upozorava da je malo vjerojatno da će velike fuzijske elektrane biti priključene na mrežu do 2045. godine, kada Hessen planira postići klimatski neutralnu opskrbu energijom.

Fuzija nije isto što i klasična nuklearna energija

Za razliku od nuklearnih elektrana koje danas proizvode električnu energiju, fuzijski reaktori ne bi dobivali energiju cijepanjem teških atoma, nego spajanjem lakih atomskih jezgri.

Zagovornici fuzije ističu nekoliko prednosti: ne bi bilo potrebe za obogaćenim uranom, ne bi nastajao dugovječni radioaktivni otpad kao u klasičnim nuklearnim elektranama, a proces ne bi uključivao lančanu reakciju koja bi mogla izmaknuti kontroli.

Ipak, fuzija nije potpuno bez radioaktivnosti. Unutarnji dijelovi reaktora aktiviraju se pod utjecajem neutrona i morali bi se redovito mijenjati. Linow upozorava da bi se takve komponente mogle gomilati na lokaciji elektrane i zahtijevati dugotrajno osiguranje.

Focused Energy tvrdi da bi korištenjem posebnih čelika s niskom aktivacijom razdoblje radioaktivnog raspada moglo biti smanjeno na približno 60 do 80 godina, nakon čega bi se materijali mogli reciklirati.

Hoće li fuzija biti preskupa?

Dok cijene obnovljivih izvora energije posljednjih godina padaju, nuklearna fuzija zahtijeva goleme početne investicije.

Sigel smatra da bi fuzija dugoročno mogla biti konkurentna obnovljivim izvorima, osobito kada se uračunaju troškovi prijenosnih mreža, skladištenja energije i pričuvnih elektrana potrebnih u razdobljima bez sunca i vjetra.

Linow je, međutim, mnogo pesimističniji. Procjenjuje da bi fuzijska energija mogla stajati najmanje 20 centi po kilovatsatu, a moguće i dvostruko ili trostruko više. Time bi bila skuplja čak i od energije dobivene klasičnom nuklearnom fisijom.

Dodatnu zabrinutost izazivaju troškovi velikih međunarodnih projekata. U razvoj magnetske fuzije kroz projekt ITER već se ulažu deseci milijardi eura, a budući demonstracijski projekt DEMO mogao bi koštati barem jednako toliko. Uz to, diljem svijeta djeluje približno 50 startupa koji razvijaju vlastita fuzijska rješenja.

Linow zato poziva na oprez i postavljanje prioriteta. Smatra da bi se najprije trebalo ulagati u obnovljive izvore, modernizaciju elektroenergetske mreže i skladištenje energije kako bi se klimatske promjene što prije usporile.

Rasprava tako ostaje otvorena: hoće li nuklearna fuzija postati ključni izvor čiste energije budućnosti ili će ostati jedan od najskupljih znanstvenih projekata bez komercijalnog uspjeha?