"Le Monde": Nowa, rewolucyjna technologia. Niemcy zacierają ręce
Fuzja jądrowa może być nowym źródłem energii, które będzie receptą na światowy kryzys energetyczny i zarazem klimatyczny. Nad rozwinięciem rewolucyjnej technologii pracuje około 30 firm na całym świecie. O przewagę w tej dziedzinie rywalizują przede wszystkim Stany Zjednoczone i Niemcy. Nasi zachodni sąsiedzi wprawdzie dopiero co wyłączyli ostatnie elektrownie atomowe, ale w fuzji jądrowej widzą szansę na uzyskanie taniego, czystego i bezpiecznego źródła energii.
Interia współpracuje z czołowymi redakcjami na świecie. W naszym cotygodniowym, piątkowym cyklu "Interia Bliżej Świata" publikujemy najciekawsze teksty najważniejszych zagranicznych gazet. Dziennik "Le Monde", z którego pochodzi poniższy artykuł, założono pod koniec 1944 r. Od tego czasu gazeta należy do najchętniej czytanych przez Francuzów i stanowi wiodący głos w debacie publicznej.
Niemcy w kwietniu wyłączyły trzy ostatnie elektrownie jądrowe, ale nie kończą swojej przygody z atomem.
Berlin zamiast polegać na rozszczepieniu jądra atomowego, procesie wykorzystywanym w tradycyjnych elektrowniach atomowych, pokłada nadzieję w innej technologii: reaktorze fuzyjnym, nazywanym także termonuklearnym lub termojądrowym.
Tego typu reaktory mają pozwolić na produkowanie taniej, czystej, niskoemisyjnej i bezpiecznej energii. Technologia, która jest w pełni przyjazna środowisku, pozostaje przedmiotem badań od połowy XX w. Pozyskiwanie energii z fuzji jądrowej to obecnie jeden z najważniejszych celów ludzkości.
Do 2021 r. na całym świecie zainwestowano w tę dziedzinę łącznie 4,8 mld dolarów (około 20 mld złotych). Badania nad pozyskiwaniem energii z fuzji jądrowej prowadzi około 30 technologicznych start-upów z całego świata, z czego dwie trzecie zlokalizowane są w Stanach Zjednoczonych. W Europie w wyścigu po energię przyszłości biorą udział m.in. Niemcy.
W pierwszy poniedziałek czerwca Federalne Ministerstwo Oświaty i Badań Naukowych oraz Federacja Przemysłu Niemieckiego zorganizowały pierwsze sympozjum poświęcone fuzji termojądrowej. W wydarzeniu udział wzięli przedstawiciele instytutów badawczych, przemysłowców, jak Siemens Energy czy eksperci ze specjalizującej się w technologii laserowej firmy Trumpf, a także liczne start-upy.
Fuzja jądrowa jako energia przyszłości
"Fuzja jądrowa ma potencjał zrewolucjonizowania naszych dostaw energii. Chcemy wysłać jasny sygnał, że ta technologia jest politycznie pożądana w Niemczech" - podkreśliła federalna minister edukacji Bettina Stark-Watzinger, z tradycyjnie pronuklearnej liberalnej partii FDP.
Stark-Watzinger ma nadzieję, że Niemcy staną się wiodącym krajem w tej dziedzinie.
Federalne Ministerstwo Oświaty i Badań chce do końca czerwca zaprezentować strategię mającą na celu zwiększenie dotacji na badania i rozwój. Bo chociaż prace nad fuzją jądrową posuwają się do przodu, jest jeszcze wiele do zrobienia.
Eksperci wyznaczeni przez ministerstwo uważają, że uruchomienie pierwszego komercyjnego reaktora możliwe będzie do 2045 r.
"To bardzo pozytywny znak. Spotkanie wszystkich niemieckich interesariuszy jeszcze dwa lata temu byłoby nie do pomyślenia" - wyjaśnia Heike Freund, dyrektor operacyjna start-upu Marvel Fusion.
I jak podkreśla, "należy przekształcić to w konkretny, technologicznie otwarty plan wsparcia, obejmujący wszystkie testowane obecnie metody fuzji jądrowej".
Czytaj także: Atom z rekordowym poparciem Polaków
Niemcy mogą spać spokojnie
Czym właściwie jest technologia, która bywa nazywana zieloną przyszłością energetyki?
Fuzja jądrowa jest przeciwieństwem rozszczepienia jąder ciężkich, reakcji, która zasila reaktory jądrowe używane w elektrowniach atomowych na całym świecie.
Zjawisko zachodzi, gdy jądra dwóch lekkich atomów, jak wodór, podgrzane do ekstremalnych temperatur, łączą się w jedno cięższe jądro, uwalniając ogromne ilości energii.
Czytaj wszystkie artykuły z cyklu "Interia Bliżej Świata"
Fuzja jądrowa naturalnie zachodzi w sercu Słońca i gwiazd, dostarczając tym kosmicznym obiektom paliwa.
Eksperci podkreślają, że zaletami technologii są bezpieczeństwo oraz brak emisji CO2. Jedynymi produktami ubocznymi reakcji syntezy jądrowej są niewielkie ilości helu, który jest gazem obojętnym.
A niewielkie ilości paliwa zużywanego podczas syntezy jądrowej oznaczają, że żaden wypadek na wielką skalę - jak w Czarnobylu czy w japońskiej Fukuszimie w 2011 r. - nie jest możliwy.
A przecież to obawy o bezpieczeństwo i środowisko doprowadziły Niemców do ostatecznej rezygnacji z wykorzystania energii jądrowej.
Naukowcy ogłaszają wielki przełom
Naukowcy od lat 50. XX w. usiłowali odtworzyć proces fuzji jądrowej na Ziemi w warunkach laboratoryjnych.
Do niedawna jednak bez skutku. Proces zawsze wymagał więcej energii niż wytworzono w jego wyniku. Fuzja nie rozpocznie się bowiem bez silnego bodźca.
Aż nagle w grudniu 2022 r. gruchnęła wieść, że naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii dzięki eksperymentalnemu urządzeniu o nazwie National Ignition Facility po raz pierwszy w dziejach w kontrolowanej fuzji jądrowej uzyskali więcej energii niż użyto jej do rozpalenia reakcji.
Sukces doprowadził do zwiększenia prywatnych nakładów na badania. Obecnie testowane są dwie główne drogi prowadzące do fuzji. Jedna z nich, wykorzystywana przez badaczy z Kalifornii, nazywana jest "inercyjną" lub laserową.
W tej metodzie fuzję deuteru i trytu wywoływana jest za pomocą silnego impulsu laserowego.
Czytaj także. Energia atomowa dla Polski
Innowacyjne badania blisko granicy z Polską
Drugą i najstarszą metodą jest tzw. technologia fuzji magnetycznej. Polega na uwięzieniu i zagęszczeniu gorącej plazmy za pomocą pola magnetycznego w komorze o kształcie obwarzanka (tzw. tokamaki lub stellaratory).
Największym wyzwaniem jest utrzymanie plazmy w "pułapce" odpowiednio długo, co najmniej kilka minut, by jądra izotopów wodoru zdążyły się ze sobą zderzyć i połączyć. Twórcą koncepcji stellaratora był w 1950 r. amerykański fizyk i astrofizyk Lyman Spitzer.
To metoda wykorzystywana w projekcie ITER - Międzynarodowym Eksperymentalnym Reaktorze Termojądrowym - we Francji w ośrodku Cadarache nieopodal Marsylii.
W Niemczech kilka start-upów pracuje nad fuzją magnetyczną: Gauss w Hanau i Proxima Fusion w Monachium, we współpracy z Instytutem Fizyki Plazmy Maxa Plancka w niemieckim Greifswaldzie około 70 kilometrów od Świnoujścia. Instytut obsługuje Wendelstein 7-X, największy ukończony reaktor fuzyjny oparty na technologii stellaratora.
We Francji firma Renaissance Fusion w Grenoble także stawia na tę technologię.
Czytaj także: Tusk do młodzieży: Moje pokolenie powinno przepraszać
Wielkie wyzwanie przed Europą
Dwie inne firmy, Marvel Fusion z siedzibą w Monachium i Focused Energy, amerykańsko-niemiecka spółka z siedzibą w amerykańskim Austin i niemieckim Darmstadt, uważają, że laserowa fuzja jądrowa jest znacznie bardziej realistyczną opcją osiągnięcia komercyjnych wyników w najbliższej przyszłości, a nawet już w dekadzie po 2030 r.
"Fuzja laserowa osiągnęła znaczące wyniki w dużo krótszym czasie i przy niższych kosztach niż magnetyczna. To najlepsze podejście" - przekonuje Hendrik Brandis, współzałożyciel i partner generalny funduszu venture capital Earlybird, który zainwestował w Marvel Fusion.
Bawarski start-up opracowuje oryginalną metodę, wypróbowaną jedynie przez jedną z australijskich firm, która pracuje nad pozyskaniem taniej energii, doprowadzając do fuzji wodorowo-borowej. Ta metoda jest znacznie trudniejsza niż doprowadzenie do fuzji deuterowo-trytowej.
Pomysł polega na uzyskaniu reakcji fuzji, które są bardziej stabilne i znacznie mniej energochłonne. Firma teoretycznie potwierdziła wykonalność tego procesu i stara się pozyskać 200 mln euro kapitału na sfinansowanie prac.
André Loesekrug-Pietri, prezes JEDI, European Disruptive Innovation Initiative, uważa, że zaangażowanie Niemiec może okazać się kluczowe.
"Fuzja jądrowa może zrewolucjonizować energetykę i to Europejczycy mają potrzebę radykalnych zmian. Musimy wiedzieć, czy ta technologia może stać się prawdziwą europejską inicjatywą" - podkreśla.
W przeciwnym razie istnieje poważne ryzyko, że po raz kolejny to Stany Zjednoczone zdobędą przewagę w przełomowej technologii.
---
Artykuł przetłumaczony z "Le Monde". Autor: Cécile Boutelet
Tłumaczenie: Mateusz Kucharczyk
Tytuł oraz skróty pochodzą od redakcji
---
CZYTAJ TAKŻE:
