Nova era energetike: da li energija nuklearne fuzije može da bude rešenje na putu ka nultoj emisiji?

Dok svedočimo ubrzanom razvoju energetskog sektora u grčevitom traganju za izvorima zelene energije, odnosno energije sa nultom emisijom gasova staklene bašte, novi iskorak u razvoju tehnologije za praktičnu korišćenje fuzione energije možda najavljuje novo poglavlje u potrazi za čistom i održivom budućnošću. Najnoviji rezultat, po mnogo čemu sličan prvom letu braće Rajt, možda predstavlja ključni kvalitativni skok u dugo očekivanom prelasku iz laboratorija i sveta eksperimentalnih istraživanja u svet ekonomije i komercijalne primene

Datum: January 29, 2024
Oblasti:sustainabilitymanufacturingtechnews

Bez Sunca život na našoj planeti ne bi bio moguć. Da, zaista, jer je Sunce osnovni izvor energije. A Sunce, nama najbliža zvezda, je zapravo gigantski fuzioni nuklearni reaktor, u kojem se pod zastrašujućim fizičkim uslovima spajaju atomi vodonika u atome helijuma. U tom procesu spajanja, odnosno nuklearne fuzije, generiše se ogromna energija koja se emituje u prostor. Na sve strane. Jedan deo te energije, skoro zanemarljivo mali, doseže i do naše planete, i na udaljenosti od skoro 150 miliona kilometara održava kompletnu bio-sferu onakvom kakva ona danas jeste. I zato je za naučnike i za inženjere jedan od najvećih izazova, sveti gral ulaska u svet čiste i beskrajno raspoložive energije, bio prodor u misteriju nuklearne fuzije, odnosno ovladavanje tehnologijom fuzije tako da je ovde, na našoj planeti moguće izgraditi mala sunca – mašine koje spajajući atome vodonika u atome helijuma generišu ogromnu količinu čiste energije. Problem je u tome što stvaranje veštačkih uslova koji kao na Suncu omogućavaju taj proces, zahteva ogromnu energiju, toliko veliku da je neto-efekat negativan. Odnosno, energija koju danas dobijamo iz fuzionih reaktora je manja od energije koju ti rektori troše za ostvarivanje svoje funkcije.

Već dva puta uzastopno istraživaći iz Lawrence Livermore National Laboratory, Kalifornija, na eksperiemnmtalnoj instalaciji National Ignition Facility uspeli su da ostvare naizgled nemoguće – da postignu da energija dobijena iz fuzionog procesa bude veća od energije uložene u taj proces, odnosno neto-pozitivan efekat. Konkretno, primenjujući snažne lasere koji su na meti generisali 2.05 MJ, dobijeno je fuzijom 3.15MJ. Analize su još uvek u toku. Ali, ako se pokaže da je neto-rezultat kompletnog procesa pozitivan, onda će to, nesumnjivo, biti revolucionarni dogadjaj. Dogadjaj koji ima potencijal da promeni energetske osnove čovečanstva, koje i dalje počivaju na fotosintezi i energiji Sunca.

Međunarodna agencija za energiju (IEA) predviđa značajno povećanje uloge električne energije u potrošnji, sa rastomi na preko 50% do 2050. godine. Tehnologija nuklearne fuzije, koja nosi potencijal neograničene energije sa nultom emisijom, odnosno nultim negativnim uticajem na životno okruženje, predstavlja ključno rešenje u ispunjavanju rastuće potražnje i globalnih napora usmerenih na dekarbonizaciju.

Zanimljivo je da energija nuklearne fuzije ima potencijal da generiše milione puta više energije po kilogramu goriva od tradicionalnog sagorevanja uglja. Istraživanje koje uključuje 38 kompanija članica Asocijacije industrije fuzije (FIA) pokazuje da su šanse da će energija nuklearne fuzije biti dostupna u mreži do 2030. čak 88%! Međutim, put do ovog cilja nije bez izazova – repliciranje rezultata dobijenih u laboratoriji na komercijalnim industrijskim postrojenjima zahteva ogromne napore, razvojne i finansijske.

U konkretnom potezu koji jasno signalizira sve veće prepoznavanje komercijalnih potencijala fuzije, Američka nuklearna regulatorna komisija je nedavno razdvojila fuziju od fisije u regulatornom smislu. Očekuje se da će ovakva odluka ubrzati ulaganja i saradnju u istraživanju tehnologije nuklearne fuzije, kao i uskladjivanje sa sličnim regulatornim okvirima koji se razmatraju na globalnom nivou. Postoje indicije da će se ova regulatorna promena verovatno proširiti. Agile Nations, međuvladina regulatorna mreža, uspostavila je radnu grupu za fuzionu energiju koju čine Ujedinjeno Kraljevstvo, Japan i Kanada, sa Singapurom i Bahreinom kao posmatračima. Početne preporuke, objavljene u oktobru 2023, su da fuzija treba da ima drugačiji okvir od fisije na globalnom nivou.

Industrija energije fuzije privlači javno-privatna partnerstva. Kompanije kao što je Eni ulažu u strateške projekte kao što su Commonwealth Fusion Systems (CFS) i ENEA Divertor Tokamak Test (DTT), što ukazuje na sve veći interes privatnog sektora za tehnologiju energije fuzije. Ovakva partnerstva, zajedno sa evropskim inicijativama kao što su STEP i IFMIF-DONES, naglašavaju važnost kombinovanih napora u unapređenju polja fuzione energije.