Πρόκειται για ενός είδους Ιερό Δισκοπότηρο της νεωτερικότητας – η ανακάλυψη του οποίου θα λύσει τα οικολογικά και λοιπά όρια ενός πολιτισμού βασισμένου στη διαρκή ανάπτυξη και, άρα, στην όλο και μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας. Η πυρηνική σύντηξη, η οποία, σε αντίθεση με την πυρηνική σχάση, δεν απελευθερώνει ραδιενέργεια και δεν εγείρει ζητήματα βλαβερών αποβλήτων, αποτελούσε το μέγα ζητούμενο πολλών ερευνητών – μια διαρκή εκκρεμή υπόσχεση ενός μέλλοντος ενεργειακής αυτάρκειας και πραγματικής αειφορίας. Πρόκειται άλλωστε, κυριολεκτικά, για τη διαδικασία που φωτίζει τον κόσμο μας, αφού με αυτήν λειτουργούν άστρα όπως ο δικός μας Ήλιος, στον πυρήνα των οποίων συνενώνονται, σε συνθήκες τεράστιας πίεσης και θερμοκρασίας, πυρήνες ελαφρότερων στοιχείων σε βαρύτερα. Ωστόσο, μέχρι πριν από λίγους μήνες η επίτευξή του έμοιαζε εξαιρετικά μακρινή υπόθεση και κάθε εγχείρημα προς αυτή την κατεύθυνση αντιμετωπιζόταν με επιφύλαξη και καχυποψία.
Από: capital.gr / Του Κώστα Ράπτη
Οι ανακοινώσεις του Livermore
Όλα αυτά μοιάζει να ανατράπηκαν μετά τις ανακοινώσεις στις οποίες προέβη την περασμένη Τρίτη το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore της Καλιφόρνιας, υποστηρίζοντας ότι στις 5 Δεκεμβρίου έγινε δυνατό να ξεπεραστεί σε εργαστηριακές συνθήκες η ισοτιμία "ένα προς ένα" μεταξύ εισαγόμενης και εξαγόμενης ενέργειας και, έτσι, να επιτευχθεί καθαρό ενεργειακό κέρδος. Ειδικότερα, ένα σύστημα από 192 λέιζερ, το μεγαλύτερο του είδους παγκοσμίως, "βομβάρδισε" επί σχεδόν 100 τρισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου με ενέργεια 2,05 megajoule έναν κύλινδρο στον οποίο περιλαμβανόταν παγωμένο υδρογόνο για διάστημα κινητοποιώντας μια ροή νετρονίων η οποία έφερε ενέργεια 2,5 megajoule, ήτοι κατά 120% μεγαλύτερη.
Πρόκειται για τεράστια τομή, εφόσον επιβεβαιώνει πως η πυρηνική σύντηξη είναι καταρχήν εφικτή. Όμως κάτι τέτοιο πολύ απέχει από τυχόν πανηγυρισμούς ότι η αξιοποίηση ενέργειας από σύντηξη είναι άμεσα εφικτή. Το ισοζύγιο της εξερχόμενης ενέργειας προς την εισερχόμενη θεωρείται ότι πρέπει να ξεπεράσει το 1.000% για να μπορούμε να μιλάμε για βιομηχανική χρήση. Επιπλέον, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί σταθερά αποτελέσματα σε ικανό μήκος χρόνου και όχι σε μια υποδιαίρεση της στιγμής, ενώ οι πιέσεις δισεκατομμυρίων ατμοσφαιρών στον πυρήνα του πειράματος δημιουργούν ποικίλες στρεβλώσεις που ακόμη δεν έχουν αντιμετωπισθεί. Τα πειραματικά δεδομένα έχουν τη δική τους σημασία, που όμως δεν βρίσκεται σε ευθύγραμμη σχέση με τη φαντασίωση της εξασφάλισης απεριόριστης καθαρής ενέργειας εν ευθέτω χρόνω.
Ζητείται "μαγικό ραβδί"
Αυτό δεν σημαίνει πως δεν ανοίγεται αντικειμενικά ένας αγώνας δρόμου ώστε η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη να κατορθωθεί συντομότερα από όσο μπορούσαμε να προβλέψουμε. Και το δέλεαρ είναι πολύ μεγάλο, όχι μόνο γιατί τα οικονομικά (και γεωπολιτικά) πλεονεκτήματα θα είναι τεράστια για όποιον φτάσει τον στόχο, αλλά και γιατί οι αισιόδοξες ειδήσεις σχετικά με τη σύντηξη έρχονται σε μια συγκυρία κατά την οποία αναζητείται απεγνωσμένα μια εναλλακτική στην κατανάλωση ορυκτών καυσίμων, που προκαλούν την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Με άλλα λόγια, ζητείται ένα τεχνολογικό "μαγικό ραβδί" το οποίο να καταστήσει "περιττή" τη βαθιά αλλαγή αναπτυξιακού προτύπου που κατά τους επιστήμονες απαιτείται για να εξασφαλισθεί εντέλει η επιβίωση της ανθρωπότητας. Και αυτή η τεχνο-ουτοπία έρχεται την ίδια στιγμή να ενισχύσει την πεποίθηση των υπερφιλελεύθερων ότι η αντιμετώπιση της κλιματικής καταστροφής μπορεί να επιτευχθεί χωρίς κρατικές παρεμβάσεις (λ.χ. επιδότηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ή και περιορισμούς στην κατανάλωση), παρά μόνο με την επένδυση της αγοράς στα ευφυέστερα ερευνητικά εγχειρήματα.
Από το 2050 στο 2030;
Το ρεαλιστικό σενάριο λέει, πάντως, ότι δεν πρόκειται να δούμε αντιδραστήρες σύντηξης συνδεδεμένους με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας πριν από τα μέσα του αιώνα – δεδομένο που αποσυνδέει την προσδοκώμενη πρόοδο από την όποια συμβολή της στην αντιμετώπιση της ταχέως εξελισσόμενης κλιματικής κρίσης. Οι περισσότερο αισιόδοξοι, ωστόσο, εκτιμούν ότι πλέον η εκπλήρωση του στόχου μπορεί να επιτευχθεί εντός δεκαετίας. Αλλά, όμως, πρόκειται για εμπλεκόμενους στην έρευνα, οι οποίοι έχουν κάθε λόγο να εμφανίσουν διογκωμένες τις δυνατότητές τους – και να προσελκύσουν τους κατάλληλους επενδυτές.
Ήδη η καναδική εταιρεία General Fusion έκανε γνωστό ότι σχεδιάζει να έχει έτοιμο ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας μέσω πυρηνικής σύντηξης στις αρχές της επόμενης δεκαετίας, αλλά και ότι η σχετική τεχνολογία θα είναι έτοιμη να αποδίδει καρπούς από το 2027. Ως πλεονέκτημά της η General Fusion επικαλείται το γεγονός ότι χρησιμοποιεί τη μέθοδο της Μαγνητικής Στοχευμένης Σύντηξης (MTF), με την οποία μεγάλης ισχύος έμβολα συμπιέζουν υγρό μέταλλο γύρω από ιονισμένο αέριο, δημιουργώντας συνθήκες πίεσης τέτοιες που το μείγμα να φτάσει σε θερμοκρασίες περίπου 80 εκατ. βαθμών Κελσίου και να ξεκινήσει η διαδικασία της πυρηνικής σύντηξης. Αλλά θα χρειαστεί δημοσίευση των σχετικών στοιχείων και υποβολή τους στη βάσανο της επιστημονικής εξέτασης για να φανεί κατά πόσον η συγκεκριμένη επαγγελία ισχύει.
Ποιοι άλλοι συμμετέχουν στον αγώνα δρόμου; Η Fusion Industry Association της Ουάσινγκτον αναφέρει ότι περιλαμβάνει πέντε ιδιωτικές εταιρείες που δραστηριοποιούνται στον κλάδο: τη βρετανική First Light, τις αμερικανικές Focused Energy και Xcimer Energy και τις γερμανικές Marvel Fusion και XB11. Επιπλέον, την τελευταία πενταετία εμφανίσθηκαν συνολικά 21 startups με αντικείμενο τη σύντηξη – και οι ανακοινώσεις του Εργαστηρίου Livermore αναμένεται να ανοίξουν τα... βαλάντια των επενδυτών.
Εξαγγελίες και φιλοδοξίες
Για το 2022, όπως σημειώνει το Bloomberg, οι επενδυτές θα ρίξουν στην αγορά πάνω από ένα 1 δισ. δολάρια. Αν και αυτό είναι μικρότερο από αυτό του 2021, όταν ξεπέρασε τα 2,6 δισ. δολάρια, αποτελεί τριπλάσιο ποσό από αυτό του 2020. Το ίδιο το πείραμα της Livermore είχε κόστος 3 δισ. δολαρίων.
Χαρακτηριστικά, η First Light Fusion σχεδιάζει την πιλοτική κατασκευή σταθμού, κόστους 570 εκατομμυρίων στερλινών, για την παραγωγή 60 μεγαβάτ, με προοπτική εμπορικής χρήσης μέχρι τα μέσα της επόμενης δεκαετίας.
Η Commonwealth Fusion Systems της Μασαχουσέτης, πάλι, έχει ήδη συγκεντρώσει 1,8 δισ. δολάρια για την κατασκευή σταθμού που θα λειτουργεί μέχρι το 2025, με στόχο ένα ενεργειακό ισοζύγιο της τάξης του "δέκα προς ένα".
Γενικά, ο αγγλοσαξονικός κόσμος ευελπιστεί να πετύχει προβάδισμα έναντι της ηπειρωτικής Ευρώπης, υποστηρίζοντας ότι η πιο προωθημένη μέχρι τώρα πρωτοβουλία στην έρευνα για την πυρηνική σύντηξη, η κοινοπραξία ITER, που εδρεύει στο Κανταράς της Γαλλίας και συνασπίζει 35 κράτη, μαστίζεται από τα προβλήματα της διακρατικής γραφειοκρατίας. Πρόκειται, ωστόσο, για το πλέον φιλόδοξο και καλύτερα χρηματοδοτούμενο (με προϋπολογισμό 20 δισ. δολαρίων) εγχείρημα στον τομέα, που βασίζεται στη χρήση μαγνητών και όχι λέιζερ, όπως το Livermore.
Οι ανακοινώσεις του Livermore
Όλα αυτά μοιάζει να ανατράπηκαν μετά τις ανακοινώσεις στις οποίες προέβη την περασμένη Τρίτη το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore της Καλιφόρνιας, υποστηρίζοντας ότι στις 5 Δεκεμβρίου έγινε δυνατό να ξεπεραστεί σε εργαστηριακές συνθήκες η ισοτιμία "ένα προς ένα" μεταξύ εισαγόμενης και εξαγόμενης ενέργειας και, έτσι, να επιτευχθεί καθαρό ενεργειακό κέρδος. Ειδικότερα, ένα σύστημα από 192 λέιζερ, το μεγαλύτερο του είδους παγκοσμίως, "βομβάρδισε" επί σχεδόν 100 τρισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου με ενέργεια 2,05 megajoule έναν κύλινδρο στον οποίο περιλαμβανόταν παγωμένο υδρογόνο για διάστημα κινητοποιώντας μια ροή νετρονίων η οποία έφερε ενέργεια 2,5 megajoule, ήτοι κατά 120% μεγαλύτερη.
Πρόκειται για τεράστια τομή, εφόσον επιβεβαιώνει πως η πυρηνική σύντηξη είναι καταρχήν εφικτή. Όμως κάτι τέτοιο πολύ απέχει από τυχόν πανηγυρισμούς ότι η αξιοποίηση ενέργειας από σύντηξη είναι άμεσα εφικτή. Το ισοζύγιο της εξερχόμενης ενέργειας προς την εισερχόμενη θεωρείται ότι πρέπει να ξεπεράσει το 1.000% για να μπορούμε να μιλάμε για βιομηχανική χρήση. Επιπλέον, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί σταθερά αποτελέσματα σε ικανό μήκος χρόνου και όχι σε μια υποδιαίρεση της στιγμής, ενώ οι πιέσεις δισεκατομμυρίων ατμοσφαιρών στον πυρήνα του πειράματος δημιουργούν ποικίλες στρεβλώσεις που ακόμη δεν έχουν αντιμετωπισθεί. Τα πειραματικά δεδομένα έχουν τη δική τους σημασία, που όμως δεν βρίσκεται σε ευθύγραμμη σχέση με τη φαντασίωση της εξασφάλισης απεριόριστης καθαρής ενέργειας εν ευθέτω χρόνω.
Ζητείται "μαγικό ραβδί"
Αυτό δεν σημαίνει πως δεν ανοίγεται αντικειμενικά ένας αγώνας δρόμου ώστε η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη να κατορθωθεί συντομότερα από όσο μπορούσαμε να προβλέψουμε. Και το δέλεαρ είναι πολύ μεγάλο, όχι μόνο γιατί τα οικονομικά (και γεωπολιτικά) πλεονεκτήματα θα είναι τεράστια για όποιον φτάσει τον στόχο, αλλά και γιατί οι αισιόδοξες ειδήσεις σχετικά με τη σύντηξη έρχονται σε μια συγκυρία κατά την οποία αναζητείται απεγνωσμένα μια εναλλακτική στην κατανάλωση ορυκτών καυσίμων, που προκαλούν την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Με άλλα λόγια, ζητείται ένα τεχνολογικό "μαγικό ραβδί" το οποίο να καταστήσει "περιττή" τη βαθιά αλλαγή αναπτυξιακού προτύπου που κατά τους επιστήμονες απαιτείται για να εξασφαλισθεί εντέλει η επιβίωση της ανθρωπότητας. Και αυτή η τεχνο-ουτοπία έρχεται την ίδια στιγμή να ενισχύσει την πεποίθηση των υπερφιλελεύθερων ότι η αντιμετώπιση της κλιματικής καταστροφής μπορεί να επιτευχθεί χωρίς κρατικές παρεμβάσεις (λ.χ. επιδότηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ή και περιορισμούς στην κατανάλωση), παρά μόνο με την επένδυση της αγοράς στα ευφυέστερα ερευνητικά εγχειρήματα.
Από το 2050 στο 2030;
Το ρεαλιστικό σενάριο λέει, πάντως, ότι δεν πρόκειται να δούμε αντιδραστήρες σύντηξης συνδεδεμένους με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας πριν από τα μέσα του αιώνα – δεδομένο που αποσυνδέει την προσδοκώμενη πρόοδο από την όποια συμβολή της στην αντιμετώπιση της ταχέως εξελισσόμενης κλιματικής κρίσης. Οι περισσότερο αισιόδοξοι, ωστόσο, εκτιμούν ότι πλέον η εκπλήρωση του στόχου μπορεί να επιτευχθεί εντός δεκαετίας. Αλλά, όμως, πρόκειται για εμπλεκόμενους στην έρευνα, οι οποίοι έχουν κάθε λόγο να εμφανίσουν διογκωμένες τις δυνατότητές τους – και να προσελκύσουν τους κατάλληλους επενδυτές.
Ήδη η καναδική εταιρεία General Fusion έκανε γνωστό ότι σχεδιάζει να έχει έτοιμο ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας μέσω πυρηνικής σύντηξης στις αρχές της επόμενης δεκαετίας, αλλά και ότι η σχετική τεχνολογία θα είναι έτοιμη να αποδίδει καρπούς από το 2027. Ως πλεονέκτημά της η General Fusion επικαλείται το γεγονός ότι χρησιμοποιεί τη μέθοδο της Μαγνητικής Στοχευμένης Σύντηξης (MTF), με την οποία μεγάλης ισχύος έμβολα συμπιέζουν υγρό μέταλλο γύρω από ιονισμένο αέριο, δημιουργώντας συνθήκες πίεσης τέτοιες που το μείγμα να φτάσει σε θερμοκρασίες περίπου 80 εκατ. βαθμών Κελσίου και να ξεκινήσει η διαδικασία της πυρηνικής σύντηξης. Αλλά θα χρειαστεί δημοσίευση των σχετικών στοιχείων και υποβολή τους στη βάσανο της επιστημονικής εξέτασης για να φανεί κατά πόσον η συγκεκριμένη επαγγελία ισχύει.
Ποιοι άλλοι συμμετέχουν στον αγώνα δρόμου; Η Fusion Industry Association της Ουάσινγκτον αναφέρει ότι περιλαμβάνει πέντε ιδιωτικές εταιρείες που δραστηριοποιούνται στον κλάδο: τη βρετανική First Light, τις αμερικανικές Focused Energy και Xcimer Energy και τις γερμανικές Marvel Fusion και XB11. Επιπλέον, την τελευταία πενταετία εμφανίσθηκαν συνολικά 21 startups με αντικείμενο τη σύντηξη – και οι ανακοινώσεις του Εργαστηρίου Livermore αναμένεται να ανοίξουν τα... βαλάντια των επενδυτών.
Εξαγγελίες και φιλοδοξίες
Για το 2022, όπως σημειώνει το Bloomberg, οι επενδυτές θα ρίξουν στην αγορά πάνω από ένα 1 δισ. δολάρια. Αν και αυτό είναι μικρότερο από αυτό του 2021, όταν ξεπέρασε τα 2,6 δισ. δολάρια, αποτελεί τριπλάσιο ποσό από αυτό του 2020. Το ίδιο το πείραμα της Livermore είχε κόστος 3 δισ. δολαρίων.
Χαρακτηριστικά, η First Light Fusion σχεδιάζει την πιλοτική κατασκευή σταθμού, κόστους 570 εκατομμυρίων στερλινών, για την παραγωγή 60 μεγαβάτ, με προοπτική εμπορικής χρήσης μέχρι τα μέσα της επόμενης δεκαετίας.
Η Commonwealth Fusion Systems της Μασαχουσέτης, πάλι, έχει ήδη συγκεντρώσει 1,8 δισ. δολάρια για την κατασκευή σταθμού που θα λειτουργεί μέχρι το 2025, με στόχο ένα ενεργειακό ισοζύγιο της τάξης του "δέκα προς ένα".
Γενικά, ο αγγλοσαξονικός κόσμος ευελπιστεί να πετύχει προβάδισμα έναντι της ηπειρωτικής Ευρώπης, υποστηρίζοντας ότι η πιο προωθημένη μέχρι τώρα πρωτοβουλία στην έρευνα για την πυρηνική σύντηξη, η κοινοπραξία ITER, που εδρεύει στο Κανταράς της Γαλλίας και συνασπίζει 35 κράτη, μαστίζεται από τα προβλήματα της διακρατικής γραφειοκρατίας. Πρόκειται, ωστόσο, για το πλέον φιλόδοξο και καλύτερα χρηματοδοτούμενο (με προϋπολογισμό 20 δισ. δολαρίων) εγχείρημα στον τομέα, που βασίζεται στη χρήση μαγνητών και όχι λέιζερ, όπως το Livermore.