Πριν λίγες μέρες πέρασε από τα ψιλά των διεθνών ειδήσεων μια είδηση που πιθανόν να αλλάξει το παγκόσμιο ενεργειακό τοπίο σε πολύ λίγα χρόνια.
Του Άγη Βερούτη, Μηχανολόγου Μηχανικού MSc
Ας το πάρουμε όμως από την αρχή: σχεδόν όλες οι χώρες του πλανήτη εξετάζουν τη μετάβαση από την καύση ορυκτών καυσίμων με βάση τον άνθρακα σε ήπιες μορφές ανανεώσιμης ενέργειας, προκειμένου να ελαττωθούν οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
Την προηγούμενη εβδομάδα ο Μπιλ Γκέητς είπε σε συνέντευξή του ότι ξεκίνησε να επενδύει σε πυρηνικούς αντιδραστήρες 4ης γενιάς, καθώς θεωρεί εξαιρετικά απίθανο να λυθεί το πρόβλημα της αποθήκευσης ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, και επειδή (είπε) υπάρχει κενό ανάμεσα στην ωρίμανση της τεχνολογίας αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ και των στόχων παύσης της χρήσης ορυκτών καυσίμων από τις κοινωνίες (2045 για τη Γερμανία).
Δυστυχώς, η παραγωγή ηλεκτρισμού από ΑΠΕ βασίζεται όχι στο πότε χρειαζόμαστε την ενέργεια αλλά στο πότε είναι διαθέσιμη από τη φύση.
Όταν μιλάμε για ηλεκτρισμό από πυρηνική ενέργεια σήμερα εννοούμε τεχνολογία σχάσης Ουρανίου (fission) που είναι μια σχετικά “βρώμικη” τεχνολογία καθώς δημιουργεί ραδιενεργά απόβλητα με επικινδυνότητα που εκτείνεται σε βάθος χιλιετιών, ενώ πιθανό πυρηνικό ατύχημα όπως του Τσέρνομπιλ το 1986 και στη Φουκουσίμα το 2011 με διαρροή ραδιενεργών υλικών σε κατοικημένες περιοχές τρομοκρατεί οποιονδήποτε βρίσκεται σε απόσταση δεκάδων ή και εκατοντάδων χιλιομέτρων από τέτοια εργοστάσια.
Υποτίθεται ως κυκλοφορεί ότι οι καινούργιοι πυρηνικοί αντιδραστήρες τέταρτης γενιάς θα είναι μικρότεροι, ασφαλέστεροι και φθηνότεροι από τους υπάρχοντες σε λειτουργία, αλλά μένει να αποδειχτεί στη χρήση τους αν κάτι τέτοιο ισχύει, σε βάθος λίγων δεκαετιών.
Η σύντηξη από την άλλη πλευρά είναι μια ιδανική πηγή ενέργειας. Το καύσιμο είναι πρακτικά ανεξάντλητο καθώς το απαραίτητο ισότοπο του Υδρογόνου, Δευτέριο, μπορεί να βγει από την επεξεργασία θαλάσσιου νερού. Το Τρίτιο προκύπτει από την ίδια την αντίδραση της σύντηξης σε επαφή με λίγο Λίθιο. Μόλις μειωθεί η ενέργεια που επιστρέφει στην αντίδραση με κάποιο τρόπο ψύξης (πχ να αφήσουμε να μειωθεί η πίεση ή πάψει η παροχή “καύσιμης ύλης” υδρογόνου) η αντίδραση παύει από μόνη της, και τα ραδιενεργά στοιχεία είναι ακίνδυνα λόγω της πολύ μικρής έντασης της ραδιενέργειας τους. Πυρηνική ενέργεια χωρίς ραδιενέργεια και κίνδυνο ατυχήματος δηλαδή.
Η σύντηξη (fusion) είναι η διαδικασία με την οποία στον ήλιο συνενώνονται ανά δύο άτομα Υδρογόνου σε ένα άτομο του στοιχείου Ήλιο (He) απελευθερώνοντας τεράστια ποσότητα ενέργειας. Πόσο τεράστια; Τόσο ώστε η σύντηξη περίπου μισού γραμμαρίου Υδρογόνου (ή από ισότοπα του Υδρογόνου Δευτέριο και του Τρίτιο) να απελευθερώνουν όση ενέργεια χρειάζεται ένας άνθρωπος μιας ανεπτυγμένης οικονομίας για έναν ολόκληρο χρόνο!
Η παγκόσμια έρευνα για να απελευθερωθεί ελεγχόμενα ενέργεια από την σύντηξη είναι πάντοτε τον τελευταίο μισό αιώνα “30 χρόνια στο μέλλον”. Είναι το ανέκδοτο στον χώρο των φυσικών ανά τον κόσμο που ασχολούνται με αυτήν, ότι η σύντηξη θα είναι πάντοτε εμπορικά διαθέσιμη “σε 30 χρόνια από σήμερα”.
Παράδειγμα το τεράστιο παγκόσμιο ερευνητικό πρότζεκτ ITER που υλοποιείται στην Γαλλία, όπου προσπαθούν με κόστος πάνω από €20 δισ. να αποδείξουν ότι μπορεί να απελευθερώσουν (ελεγχόμενα) περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται να ξοδέψουν για να συντηρήσουν την διαδικασία της σύντηξης (Q>1).
Ένα πολύ μεγάλο ποσοστό της ενέργειας που πρέπει να ξοδευτεί για να συντηρηθεί σταθερά η αντίδραση σε ένα αντιδραστήρα σύντηξης αφορά στην δημιουργία του πανίσχυρου μαγνητικού πεδίου – φιάλης για να μην λιώσουν τα πάντα ακουμπώντας στο πλάσμα θερμοκρασίας 150 εκατ. βαθμών Κελσίου που δημιουργείται.
Όμως πριν λίγες ημέρες μια ομάδα του αμερικανικού πανεπιστημίου ΜΙΤ που εργάζεται πάνω στην σύντηξη υπό την κατεύθυνση του Dr. Martin Greenwald μαζί με την startup Commonwealth Fusion Systems, κατασκεύασε μαγνήτες με υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας που ως τώρα κανείς δεν είχε καταφέρει σε μέγεθος άλλο από μικροσκοπικό, μετά από την ανακάλυψη των υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας το 1981 (στο εργαστήριο ερευνών της ΙΒΜ στη Ζυρίχη). Ο μαγνήτης που κατασκεύασαν και λειτούργησε μπορεί να συντηρήσει την “μαγνητική φιάλη” που χρειάζονται οι αντιδραστήρες σύντηξης SPARC για ένα μικρό ποσοστό της ενέργειας που χρειάζονται οι ως τώρα χρησιμοποιούμενοι ηλεκτρομαγνήτες, ώς και 1/10 της ενέργειας που απαιτούνταν ως σήμερα.
Επίσης αυτή η εξέλιξη θα επιτρέψει την οικονομικά συμφέρουσα δημιουργία πολύ μικρότερων αντιδραστήρων σύντηξης από ότι φανταζόμασταν ως τώρα (50 φορές μικρότερους), και σίγουρα πολύ νωρίτερα από τα “30 χρόνια από σήμερα”.
Φανταστείτε ένα κοντινό μέλλον όπου ένας αντιδραστήρας σύντηξης που θα είναι μικρότερος από ένα δωμάτιο, θα μπορεί να παράγει την όλη ενέργεια που χρειάζεται η τσιμεντοβιομηχανία της Ευρώπης, με κόστος κατασκευής όσο το σημερινό κόστος από τα ορυκτά καύσιμα της βιομηχανίας αυτής για λίγα χρόνια, και με ετήσια κατανάλωση “καυσίμου” μερικά μπιτόνια νερού.
Τώρα σταματήστε να το φαντάζεστε.
Δεν χρειάζεται.
Κάποιοι ήδη το φτιάχνουν και θα κάνουν demo το 2025.
