A nemzetközi óriás fúziós reaktor, az ITER új alkatrészeket kapott, ám az indulása csúszik, így az ipari hasznosítása csak 20 éves távlatban várható. Eközben különböző startupok és ázsiai programok alternatív utakon közelítenek a fúziós áttöréshez.
Az olcsó és szinte végtelen zöldenergiát ígérő, a „nap magfúzióját a földre hozó” Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor, azaz az ITER tokamak reaktor hetedik szektormodulja nemrég bekerült a franciaországi Cadarache-ban épülő szerelőakna mélyébe. Ez az egyike annak a kilenc építőelemnek, amely az összeszerelést és a hegesztést követően a világ legnagyobb tokamakjának gyűrű alakú vákuumtartályát alkotja majd az ITER nemzetközi óriásprojekt keretében.
A modul – amely olyan magas, mint egy ötemeletes épület és olyan nehéz, mint négy jumbo jet – részben kínai, koreai és amerikai technológiával készült. Az ITER-projekt a globális fúziós kutatásoknak tehát amolyan zászlóshajó-reaktora, amelynek célja egy pozitív energiamérleggel működő mesterséges nap megalkotása a földön. Hiszen
a hidrogénből héliumot alkotó magfúzió során már pár milligramm anyagból elképesztő energia keletkezik, csakhogy alapesetben több energiát igényel a kiszámíthatatlanul viselkedő energiatermelő plazma egyben tartása, mint amennyi a fúzióból kinyerhető.
Az ITER-beruházás mérete, komplexitása és geopolitikai vonatkozásai miatt is egyedülálló, hiszen az Egyesült Államok, az EU, Oroszország, Kína, Japán, India és Dél-Korea együtt vesz részt benne.
Csak a csúszás a biztos
Ugyanakkor az ITER-projekt – finoman szólva – nem mentes a kihívásoktól. A friss becslések szerint az eredetileg 2025-re tervezett első plazmagyújtás legalább 2035-re csúszik, az első, valódi energiatermelés pedig csak a 2040-es években kezdődhet meg, feltéve, ha nem jönnek közbe újabb műszaki vagy koordinációs akadályok. A késések okaio között szerepel a Covid-járvány, az ellátási láncok akadozása, valamint
a hatalmas 6-os ITER tokamak modul műszaki hibái, amelyet a beépítés után kellett visszabontani, javítani és újraszerelni. Ez pedig években mérhető csúszást okozott.
Mindezek ellenére a hetedik modul mostani beemelése mérföldkő, amelyet az ITER vezetői rekordteljesítményként jellemeztek. Az alkatrészek összehangolt legyártása, a modul integrációja, majd a több mint ezertonnás szerkezet több centiméteres pontosságú elhelyezése precíziót és globális mérnöki együttműködést igényelt.
Még mindig 25-30 évre van? Vagy már csak 20-ra?
A fúziós energiával kapcsolatban évtizedek óta kering egy szarkasztikus mondás: „a fúziós energia áramtermelésre fogása mindig 25-30 évre van tőlünk”. Ez az ironikus tudományos kijelentés először 1986-ban hangzott el egy nemzetközi szakkonferencián, ám ma is gyakran hivatkozási alap, főképp, ha az újabb csúszásokról esik szó.
A legfrissebb becslések szerint ugyanakkor a fúziós energia tényleges áramtermelésre fogása már nem 25-30, inkább 18-20 év múlva, azaz akár már 2045 környékén lehetséges.
A nemzetközi trendek szerint ugyanakkor nem csak az ITER jelentheti a nagy áttörést. Számos startupjellegű kezdeményezés is formálódik: amerikai, brit, kanadai és francia innovatív csapatok sorra jelentik be alternatív fúziós megoldásaikat, amelyek gyakran kompaktabbak, gyorsabban megvalósíthatók, mint a 30 milliárd eurós (több mint 12 ezermilliárd forintos) megaberuházással épülő ITER. A verseny tehát nemcsak az energia-előállítás, hanem a technológiaipar jövőjéről is szól.
Keletről jöhet a nagy áttörés
A fúziós energiatermelés kapcsán külön érdemes figyelni a keleti fejleményekre. Kína idén ismét világrekordot állított fel az Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) energiatároló berendezésével, amely több mint 18 percig tartotta fenn a szuperforró plazmát. Emellett nemcsak a fúziós, de a hagyományos reaktorok továbbfejlesztésén is gőzerővel dolgoznak. E téren fontos hír, hogy
a kínaiaknak nemrég először sikerült működés közben újratölteni a Góbi-sivatagban üzembe helyezett tóriumalapú reaktorukat, ami világszinten is egyedülálló.
Eközben Dél-Korea a KSTAR rendszerével dönti meg saját rekordjait, miközben az ország vezetése ez év elején 860 millió dolláros programot jelentett be fúziós technológiák fejlesztésére. Sőt, a sokáig mellőzött India szintén az élen jár: ott az SST–2 nevű fúziós fejlesztés és a PFBR gyorsszaporító tóriumreaktor építése egyre komolyabb technológiai függetlenséget adhat Dél-Koreának. Az AHWR–300 elnevezésű prototípust passzív biztonsági rendszerrel szerelték fel, és a jövő tóriumciklusának az egyik alapmodellje lehet.
Mikor jön a fúzió gyakorlati alkalmazás?
Bár a fúziós technológia a laboratóriumi kísérletekben már működőképes, sőt pozitív energiaegyelneget is sikerült elérni 2022 óta, a gyakorlati, ipari és kereskedelmi hasznosítás még mindig eléggé távoli. Egy 10-15 év múlva e téren bekövetkező áttörés sem jelentene azonnali fordulatot: az építés, az engedélyezés, a skálázhatóság további évtizedekig elhúzhatja az igazán versenyképes és szélesebb körű üzembe állást.
Azaz 2045–2050-nél korábban egy fúziós reaktor megoldás gyors kimunkálása esetén sem fogjuk az e-autóinkat ilyen modern reaktorokból érkező árammal tölteni nagy léptékekben, legfeljebb teszt- vagy kísérleti jelleggel.
Ugyanakkor a spekulatív árupiacokon (olaj, gáz, áram) már egy-egy mérföldkő is nagy mozgásokat okozhat, főképp, ha az jelentős áttörést hoz. Bár ígéretekből e téren nincs hiány, 2030-35 előtt ennek is kicsi a valószínűsége.
Félszáz startup, 2600 milliárdnyi tőke
Ettől még igaz, hogy a globális energiaverseny felerősödött, valamint az, hogy a fúziós erőmű kifejlesztése – akár csak az űrverseny – nem csupán technológiai álom, hanem a geopolitikai pozícióharc egyik fontos színtere is. Míg az EU, az USA és Japán az ITER-re épít, addig – mint említettük – Kína és Dél-Korea alternatív megoldásokat is fejleszt (miközben részt vesznek az ITER-ben is), India pedig a saját nyersanyagaira alapozva alakít ki új stratégiát, főként a tóriumra fókuszálva. A következő évtizedek eldöntik, hogy a 20. század atomkorszakát a 21. század derekán egy fúziós váltja-e fel. A kérdésre legkorábban valamikor 5-10 év múlva tudunk pontosabb választ adni.
Márpedig addig sok-sok milliárd dollárnyi állami és magántőkét „égetnek el” a kis innovatív fejlesztők, és ennek sokszorosát az olyan hatalmas állami-központi, esetenként nemzetközi projektek, mint az ITER. Bár ezek sokszor nehézkesek, drágák és lassúak, a kutatók ezekből is sokat tanulnak, és katalizálják az innovatívabb, kisebb kezdeményezéseket is. Ez utóbbiakból
most féltucatnyi nagy és félszáz kisebb kutatóhely pörgeti fel látványosan az ágazati kísérleteket. Az elmúlt két évben mintegy 7,1 milliárd dollárnyi (2600 milliárd forintnyi) magántőke áramlott a fúziósenergia-kutatásokba világszerte,
jelezve a szektor iránti növekvő bizalmat. Jelenleg több mint 50 startup versenyez azért, hogy elsőként mutasson be olyan fúziós technológiát, amely már több energiát termel, mint amennyit felhasznál, és alkalmas lehet a hálózati csatlakozásra is. Addig azonban ott lesznek majd a fejlesztésekben jóval előrébb tartó tóriumos nukleáris reaktor-technológiák, amolyan átmeneti megoldásként.
Források:
‘Record performance’ brings ITER assembly back on track
Top 3 Fusion Energy Players: Investments, Partnerships, and the Path to Commercialization
China Just Powered Up the World’s First Thorium Reactor — and Reloaded It Mid-Run
China claims leap forward in nuclear fusion
KAPCSOLÓDÓ:
