Fuziunea nucleară e prezentată de ani buni drept sursa de energie a viitorului: curată, aproape inepuizabilă, capabilă să înlocuiască într-o bună zi combustibilii fosili. Dar va rămâne o promisiune SF sau chiar poate deveni realitate? Este întrebarea în jurul căreia se poartă o dezbatere aprinsă între oamenii de știință, scrie Euronews.
La Darmstadt, un oraș industrial din landul Hesse, în vestul Germaniei, se află unul dintre cele mai mari laboratoare din lume dedicate combustibilului pentru fuziunea cu laser. Aici, la sediul start-up-ului Focused Energy, cercetătorii lucrează în salopete albastre de protecție, mecanicii ajustează mașini de frezat de precizie, iar tehnicienii studiază la microscop peleți de combustibil de doar patru milimetri.
Compania și-a propus un obiectiv ambițios: să dezvolte fuziunea cu laser până la stadiul industrial și să pună în funcțiune prima centrală comercială peste cel puțin 15 ani.
Este fuziunea nucleară răspunsul la securitatea energetică?
Susținătorii tehnologiei sunt convinși că da. Ulrich Sigel, vicepreședinte al Focused Energy, consideră că regenerabilele nu vor putea acoperi singure nevoile uriașe de energie ale planetei.
„Ca omenire, avem nevoie de energie fără emisii de carbon. Energiile regenerabile singure nu vor fi suficiente. Nevoia de energie a omenirii este mult prea mare”, argumentează el. „Dacă vrem să ne decarbonizăm, avem nevoie de energia de fuziune în toate sectoarele: transport, aviație, transport maritim, industrie, încălzire – aici se conturează o piață uriașă pentru producția de energie neutră din punct de vedere al emisiilor de CO₂”.
De cealaltă parte se află sceptici precum profesorul Sven Linow, membru al Consiliului Științific Consultativ pentru Climă al guvernului landului Hesse.
„Părerea mea personală este că n-ar trebui să mergem pe această cale”, spune el. Argumentul de bază at fi, crede el, că „nimeni n-a demonstrat încă faptul că funcționează cu adevărat”.
În Statele Unite, experimentele au arătat că, sub tirul încrucișat al mai multor lasere de mare putere, nucleele atomice ușoare chiar pot fuziona și pot elibera energie. Problema este că, pentru a alimenta constant consumatorii cu electricitate, aceste experimente extrem de complexe ar trebui „scalate”.
La o centrală comercială, fuziunea indusă cu laser ar trebui să aibă loc de 10 ori pe secundă, non-stop – iar până acolo e un drum lung, recunosc chiar și cei mai optimiști dintre angajații Focused Energy.
Combustibilul, principalul obstacol
Pentru Linow, cel mai serios argument împotriva fuziunii nu ține de lasere, ci de combustibil: tritiul, o substanță extrem de rară și instabilă.
„Problema este tritiul”, spune profesorul. „Există (estimativ) 50 de kilograme din el în toată lumea. În 12,3 ani, va mai rămâne doar jumătate; se dezintegrează cu un timp de înjumătățire de 12,3 ani. Ca să pornești o centrală de fuziune, ai nevoie de câteva kilograme, și apoi le consumi. Ar trebui să regenerezi tritiul chiar în interiorul centralei. Nimeni n-a mai încercat asta până acum. Nu există niciun demonstrator; nu există niciun experiment de laborator în care acest lucru să fi fost testat cu succes. Există doar idei”, explică el.
Sigel nu neagă dificultatea, dar o încadrează altfel: nu ca pe o limită a fizicii, ci ca pe o problemă de inginerie care poate fi rezolvată.
„Chestiuni nerezolvate” legate de recuperarea tritiului există, admite el, însă „aceasta este o sarcină inginerească fascinantă, iar la asta ne pricepem în Germania”, spune Sigel. „Sunt optimist că o vom rezolva”.
Bani mulți și susținere politică
Optimismul este împărtășit și de o parte a clasei politice. Cancelarul german Friedrich Merz (CDU) a susținut proiectul și a anunțat obiectivul Germaniei de a pune în funcțiune „prima centrală de fuziune din lume”.
La rândul său, prim-ministrul landului Hesse, Boris Rhein (CDU), a declarat: „Fuziunea nucleară ar putea fi elementul care schimbă regulile jocului în aprovizionarea cu energie”.
Nici investitorii nu se lasă mai prejos. Într-o primă rundă de finanțare, în această primăvară, Focused Energy a atras 240 de milioane de dolari (207 milioane de euro) – cea mai mare finanțare de tip serie A din industria mondială a fuziunii. Compania germană de energie RWE și-a majorat investiția cu 60 de milioane de euro.
Fuziunea fură bani unor soluții mai realiste?
Criticii ridică o întrebare incomodă: n-ar fi mai bine ca aceste sume uriașe să meargă către tehnologii care pot reduce emisiile chiar acum, nu peste decenii?
„Aprovizionarea cu energie a regiunii urmează să devină neutră din punct de vedere climatic până în 2045. Vor fi conectate primele centrale de fuziune la scară largă la rețea până atunci? Iar răspunsul este: nu, așa ceva nu se va întâmpla”, spune Linow. Prioritatea, în opinia lui, ar trebui să fie clară: extinderea rapidă a regenerabilelor, modernizarea rețelelor electrice și crearea unor capacități suficiente de stocare.
Sigel respinge ideea unei concurențe. În viziunea lui, fuziunea nu ar înlocui regenerabilele, ci le-ar completa, furnizând electricitate cu emisii reduse chiar și atunci când nu bate vântul și nu strălucește soarele.
Între timp, compania merge înainte.
„Vrem să avem demonstratorul funcțional în cinci ani”, spune Sigel. „Prima centrală-pilot ar trebui să fie operațională în 10 ani, iar prima centrală comercială în 15 ani.”
Fisiune sau fuziune: care e diferența?
Cele două tehnologii sunt adesea confundate, deși funcționează pe principii opuse. Fisiunea nucleară scindează atomi grei pentru a elibera energie și este folosită deja astăzi, în timp ce fuziunea nucleară unește atomi ușori pentru a produce și mai multă energie, dar rămâne deocamdată experimentală. Centralele de fuziune sunt gândite ca alternativă atât la centralele pe cărbune și petrol, cât și la cele nucleare clasice.
Comparativ cu energia nucleară de astăzi, Sigel vede aproape numai avantaje: „Centralele de fuziune au numai avantaje. Nu avem nevoie de uraniu îmbogățit, care ar putea fi nevoie să vină din Rusia sau de altundeva. Nu producem deșeuri radioactive cu durată lungă de viață, care apoi trebuie gestionate o veșnicie în vreun depozit final”.
La capitolul siguranță, argumentul lui e simplu: „Operațiunile noastre sunt mult mai sigure. Nu există reacții în lanț, nu există reacții necontrolabile. Putem apăsa un buton pentru a opri laserul, iar centrala se oprește”.
Linow temperează însă entuziasmul. Nici fuziunea nu este complet lipsită de radioactivitate, avertizează el: compartimentul interior al reactorului trebuie înlocuit „cam la fiecare doi ani”, iar „incintele reactorului trebuie îndepărtate periodic și lăsate să se dezintegreze”.
Iar dezintegrarea durează. În unele cazuri, „nu le poți manevra din nou decât după ce trec câteva sute de ani – poate chiar 1.000 de ani. Prin urmare, la un moment dat vor fi 200, 400 sau 500 din aceste incinte ale reactorului – care sunt relativ mari – depozitate pe amplasament. Și va trebui mai întâi să le securizezi”.
Sigel recunoaște că are loc o „activare” radioactivă „de exemplu a peretelui reactorului”, dar susține că problema poate fi ținută sub control: „putem reduce această activare la 60–80 de ani prin folosirea unor oțeluri speciale cu activare redusă... Oțelul va fi pur și simplu depozitat pe amplasamentul centralei pentru atâta timp și apoi, odată încheiată perioada de dezintegrare, poate fi readus în circuit și reciclat în mod normal”, afirmă el. „Vorbim aici despre doze gestionabile și despre intervale de timp foarte gestionabile”.
Merită investiția?
Aici pozițiile sunt din nou ireconciliabile. Regenerabilele sunt astăzi relativ ieftine, în timp ce fuziunea cere investiții colosale. Da, merită, spune Sigel; nu, spune Linow.
Sigel argumentează că regenerabilele nu sunt chiar atât de ieftine pe cât par, dacă se socotesc toate costurile: „Când vine vorba de energiile regenerabile, nu trebuie să calculezi doar costurile de producție, ci și costurile de sistem. Cu alte cuvinte: cât costă să duci energia din punctul A în punctul B? Avem nevoie de rețele de transport. Apoi, desigur, nu avem mereu vânt și soare, așa că trebuie să asigurăm centrale de rezervă și stocare în baterii. De aceea, energia de fuziune va fi absolut competitivă [față de] energia regenerabilă”.
Chiar și așa, și centralele de fuziune și-ar avea propriile costuri de sistem.
Linow prevede exact contrariul: „Este previzibil că energia de fuziune va fi de departe cea mai scumpă formă de energie, considerabil mai scumpă chiar decât energia nucleară din fisiune. Cel puțin 20 de cenți pe kilowatt-oră, poate chiar de două sau trei ori mai mult”.
„Folosim apă drept combustibil și producem tritiul chiar în reactor. Principalul factor de cost pentru noi este investiția de capital. Însă centrala va putea funcționa foarte mult timp, iar asta va duce la costuri reduse de producție a electricității în interiorul centralei”, contraatacă Siegel.
Privind imaginea de ansamblu, profesorul rămâne neîncrezător: „Nu am un sentiment bun în privința asta. Se estimează că în ITER (un demonstrator de fuziune magnetică) se vor investi între 35 și 40 de miliarde de euro. Apoi urmează să fie construit DEMO, care va costa cel puțin la fel de mult. În plus, avem în jur de 50 de start-up-uri de fuziune, toate lucrând simultan la pregătirea unor centrale de fuziune”.
Concluzia lui este, în esență, o pledoarie pentru priorități: „Multe miliarde sunt turnate în acest domeniu în prezent, iar aceștia sunt bani care lipsesc în altă parte. Ar trebui să ne stabilim prioritățile și să spunem: în primul rând, haideți să construim ceea ce este necesar pentru a împiedica clima să scape complet de sub control. Trebuie să ne asigurăm că avem o societate rezonabil de stabilă pe această planetă. Odată ce am realizat asta și încă ne mai rămân fonduri, atunci putem merge mai departe cu fuziunea”.
