Dok deo stručnjaka u nuklearnoj fuziji vidi potencijalno rešenje za rastuće potrebe za energijom i dekarbonizaciju brojnih sektora, drugi upozoravaju da je tehnologija još daleko od komercijalne primene i da bi ulaganja možda trebalo usmeriti na dostupna rešenja.
Nuklearna fuzija već decenijama se razvija kao potencijalni izvor energije sa niskim emisijama ugljen-dioksida. Za razliku od nuklearne fisije, koja se koristi u današnjim nuklearnim elektranama, fuzija podrazumeva spajanje lakih atomskih jezgara pri čemu se oslobađa energija.
Tehnologija još nije spremna za komercijalnu proizvodnju električne energije, ali pojedine kompanije i investitori sve više ulažu u njen razvoj. Jedna od njih je nemačka kompanija Focused Energy, koja veruje da bi fuzija jednog dana mogla da dopuni obnovljive izvore energije i obezbedi stabilnu proizvodnju električne energije.
Zašto se nuklearna fuzija smatra važnom za energetsku tranziciju?
Ulrich Sigel, potpredsednik kompanije Focused Energy, smatra da obnovljivi izvori sami neće biti dovoljni da zadovolje buduću potražnju za energijom.
„Obnovljivi izvori energije sami neće biti dovoljni. Potrebe čovečanstva za energijom su prevelike“, kaže Sigel.
Prema njegovom mišljenju, ako svet želi da dekarbonizuje energetiku i druge sektore, biće potrebni različiti izvori energije, uključujući i nuklearnu fuziju. Potencijalno bi mogla da se koristi u transportu, avijaciji, pomorskom saobraćaju, industriji i grejanju.
Ideja je da fuzija u budućnosti obezbedi električnu energiju sa niskim emisijama ugljen-dioksida i tako dopuni solarne i vetroelektrane u periodima kada nema dovoljno sunca ili vetra.
Međutim, nisu svi stručnjaci uvereni da je upravo fuzija pravi put.
„Još niko nije dokazao da funkcioniše“
Profesor Sven Linow, član Naučnog savetodavnog odbora za klimu pokrajine Hesen, skeptičan je prema velikim ulaganjima u ovu tehnologiju.
„Moje lično mišljenje je da ne bi trebalo da idemo tim putem“, kaže Linow.
Eksperimenti u SAD pokazali su da je moguće izazvati fuziju atomskih jezgara pomoću snažnih lasera i pri tome osloboditi energiju. Problem je u tome što bi eksperimentalni proces morao značajno da se uveća kako bi mogao da obezbedi stabilnu proizvodnju električne energije.
Za komercijalnu elektranu zasnovanu na laserski izazvanoj fuziji, reakcija bi morala da se odvija oko deset puta u sekundi, neprekidno. Čak i kompanije koje rade na ovoj tehnologiji priznaju da je do tog cilja još dug put.
Jedan od najvećih problema je gorivo
Linow kao jedan od ključnih problema izdvaja tricijum, radioaktivni izotop vodonika koji se koristi kao gorivo u procesu fuzije.
Prema njegovim navodima, u svetu postoji procenjenih 50 kilograma tricijuma. Njegov period poluraspada iznosi 12,3 godine, što znači da se količina s vremenom smanjuje.
Za pokretanje fuzionog reaktora potrebno je nekoliko kilograma tricijuma, nakon čega bi elektrana morala da ga proizvodi, odnosno obnavlja unutar samog postrojenja. Takav proces do sada nije uspešno demonstriran u laboratorijskim uslovima.
Sigel priznaje da postoje nerešena pitanja u vezi sa obnavljanjem tricijuma, ali smatra da je reč prvenstveno o inženjerskom izazovu, a ne o fundamentalnom problemu fizike. On veruje da će ta pitanja biti rešena.
Velika ulaganja, velika očekivanja
Uprkos izazovima, podrška nuklearnoj fuziji raste. Nemački kancelar Fridrih Merc podržao je razvoj ove tehnologije i najavio cilj da Nemačka izgradi „prvu fuzionu elektranu na svetu“.
Podrška postoji i na nivou pokrajine Hesen. Ministar-predsednik Boris Rajn smatra da bi nuklearna fuzija mogla da bude „prekretnica u snabdevanju energijom“.
Interesovanje dolazi i od privatnih investitora. U početnoj rundi finansiranja kompanija Focused Energy prikupila je 240 miliona dolara, odnosno oko 207 miliona evra, što je prema tekstu bilo najveće Series A finansiranje u globalnoj industriji fuzije. Nemačka energetska kompanija RWE povećala je svoje ulaganje za dodatnih 60 miliona evra.
Focused Energy planira da demonstraciono postrojenje pokrene za pet godina, pilot elektranu za deset, a prvu komercijalnu elektranu za oko 15 godina.
Da li fuzija odvlači novac od dostupnijih rešenja?
Upravo to je jedna od glavnih tačaka spora.
Linow smatra da bi novac i političku pažnju trebalo preusmeriti na tehnologije koje mogu da smanjuju emisije već danas. Prema njegovom mišljenju, prioritet bi trebalo da budu ubrzavanje razvoja obnovljivih izvora, modernizacija elektroenergetskih mreža i izgradnja dovoljnog kapaciteta za skladištenje električne energije.
Njegova sumnja zasniva se i na vremenskom okviru. Pokrajina Hesen planira da energetski sistem učini klimatski neutralnim do 2045. godine, dok je pitanje da li će velike fuzione elektrane do tada uopšte biti povezane na mrežu.
Sa druge strane, Sigel ne vidi fuziju kao konkurenciju obnovljivim izvorima. Prema njegovom konceptu, ona bi trebalo da ih dopuni i obezbedi energiju u periodima kada solarne i vetroelektrane ne proizvode dovoljno električne energije.
Fuzija nije isto što i današnje nuklearne elektrane
Iako se obe tehnologije nazivaju nuklearnim, između fisije i fuzije postoji važna razlika. U nuklearnoj fisiji, koja se danas koristi u elektranama, teška atomska jezgra se cepaju kako bi se oslobodila energija. Kod fuzije se laka atomska jezgra spajaju, takođe uz oslobađanje velike količine energije.
Fuzija se često predstavlja kao potencijalno čistija alternativa jer ne zahteva obogaćeni uranijum i ne proizvodi dugovečni radioaktivni otpad na isti način kao klasične nuklearne elektrane.
Sigel tvrdi i da su fuzioni sistemi bezbedniji jer nema lančanih reakcija koje bi mogle da izmaknu kontroli. U njegovom konceptu, laserski sistem može da se isključi, čime se reakcija zaustavlja.
Međutim, ni fuzija nije potpuno bez radioaktivnosti.
Linow upozorava da unutrašnji delovi reaktora moraju redovno da se menjaju i da zbog izloženosti zračenju određeni materijali postaju radioaktivni. Prema njegovim rečima, pojedine komponente morale bi da budu uskladištene stotinama godina pre nego što bi ponovo mogle bezbedno da se koriste.
Sigel navodi da bi korišćenjem posebnih čelika sa niskom aktivacijom period radioaktivnog raspada mogao da se smanji na oko 60 do 80 godina, nakon čega bi materijal mogao da se vrati u proizvodni ciklus i reciklira.
Koliko bi energija iz fuzije koštala?
Finansijska održivost predstavlja još jedno otvoreno pitanje. Obnovljivi izvori energije danas su relativno jeftini za ulaganje, dok razvoj fuzionih elektrana zahteva ogromna početna sredstva.
Sigel smatra da poređenje ne bi trebalo da se zasniva samo na ceni proizvodnje električne energije. Prema njegovom mišljenju, kod solarne i energije vetra moraju se uračunati i troškovi prenosnih mreža, rezervnih kapaciteta i skladištenja energije.
Linow, međutim, očekuje da bi fuziona energija mogla da bude znatno skuplja od drugih izvora. Procenuje da bi cena mogla da iznosi najmanje 20 centi po kilovat-satu, a možda i dva do tri puta više.
Pitanje ulaganja dodatno dobija na značaju kada se uzmu u obzir veliki međunarodni projekti poput ITER-a. Linow navodi da bi ulaganja u ITER mogla da dostignu između 35 i 40 milijardi evra, dok bi razvoj sledeće faze, projekta DEMO, mogao da košta najmanje toliko. Istovremeno, širom sveta posluje oko 50 startapa koji razvijaju različite pristupe nuklearnoj fuziji.
Zbog toga ostaje otvoreno pitanje da li bi deo tog novca mogao efikasnije da se uloži u tehnologije koje već danas mogu da doprinesu smanjenju emisija.
Energija budućnosti ili preskupa nada?
Nuklearna fuzija za sada ostaje tehnologija sa velikim potencijalom, ali i velikim brojem nerešenih pitanja. Njeni zagovornici veruju da bi mogla da obezbedi stabilnu energiju sa niskim emisijama i da dopuni obnovljive izvore u budućem energetskom sistemu. Skeptici, međutim, upozoravaju da komercijalna primena još nije dokazana, da su troškovi razvoja ogromni i da postoje izazovi u vezi sa gorivom, materijalima i radioaktivnošću.
Zbog toga se debata ne vodi samo oko toga da li je nuklearna fuzija moguća, već i oko toga koliko dugo treba čekati na njene rezultate i koliko novca ulagati u tehnologiju koja još nije spremna za komercijalnu upotrebu.
Za energetsku tranziciju to znači da se pitanje fuzije ne može posmatrati odvojeno od razvoja obnovljivih izvora, elektroenergetskih mreža i sistema za skladištenje energije. Dok jedni u fuziji vide dugoročno rešenje, drugi smatraju da klimatski ciljevi zahtevaju ulaganja u tehnologije koje mogu da daju rezultate već sada.
Foto: Magnific/fikretim
