Εδώ και δεκαετίες, επιστήμονες και εταιρείες προσπαθούν να αξιοποιήσουν την ενέργεια πυρηνικής σύντηξης, τη διαδικασία που τροφοδοτεί τον ήλιο, με στόχο την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Γη. Η συμφωνία ύψους 6 δισ. δολαρίων που ανακοινώθηκε την Πέμπτη για τη συγχώνευση της εταιρείας κοινωνικής δικτύωσης του προέδρου των ΗΠΑ Ντόναλντ Τραμπ, Trump Media and Technology Group, με την υποστηριζόμενη από τη Google TAE Technologies, αποτελεί την πιο πρόσφατη εξέλιξη σε έναν κλάδο που εξακολουθεί να απέχει σημαντικά από την εμπορική αξιοποίηση.

Όπως αναφέρει το Reuters, η πυρηνική σύντηξη θεωρείται εδώ και χρόνια το «ιερό δισκοπότηρο» της καθαρής ενέργειας, όμως η τεχνολογία παραμένει εξαιρετικά σύνθετη και δαπανηρή. Παρότι οι επενδύσεις αυξάνονται και οι επιστημονικές ανακαλύψεις πολλαπλασιάζονται, η μετάβαση από τα πειράματα στα εμπορικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχει ακόμη επιτευχθεί.

Τι είναι η πυρηνική σύντηξη;

Η ενέργεια σύντηξης είναι η διαδικασία που δίνει ενέργεια στον ήλιο και στα αστέρια. Προκύπτει όταν ελαφρά άτομα, όπως ισότοπα του υδρογόνου, εξαναγκάζονται να ενωθούν υπό εξαιρετικά υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Αντίθετα, οι σημερινοί πυρηνικοί αντιδραστήρες βασίζονται στη σχάση, κατά την οποία τα άτομα διασπώνται για να παραχθεί ενέργεια.

Φυσικοί που εργάζονται τόσο σε εταιρείες όσο και σε εθνικά εργαστήρια προσπαθούν να αναπαράγουν αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης, με την ελπίδα ότι θα μπορέσουν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με χαμηλή ρύπανση και περιορισμένα, μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα. Αν το εγχείρημα πετύχει, η σύντηξη θα μπορούσε στο μέλλον να καλύψει την αυξανόμενη ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στις Ηνωμένες Πολιτείες αυξάνεται για πρώτη φορά μετά από δεκαετίες, λόγω της τεχνητής νοημοσύνης, των κρυπτονομισμάτων και της βιομηχανικής παραγωγής.

Υποστηρικτές της τεχνολογίας, όπως η TAE και η Commonwealth Fusion Systems, ελπίζουν να κατασκευάσουν μονάδες που θα αρχίσουν να τροφοδοτούν το ηλεκτρικό δίκτυο από τα τέλη της δεκαετίας του 2020 έως τις αρχές της δεκαετίας του 2030.

Ποιες είναι οι βασικές προκλήσεις;

Το 2022, επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore κατάφεραν για πρώτη φορά να επιτύχουν προσωρινά καθαρό ενεργειακό κέρδος από ένα πείραμα σύντηξης με χρήση λέιζερ. Το επίτευγμα αυτό επαναλήφθηκε, ωστόσο η ενέργεια που παρήχθη παραμένει ελάχιστη σε σύγκριση με την ενέργεια που απαιτήθηκε για τη λειτουργία των λέιζερ.

Οι σύντομες αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που έχουν επιτευχθεί έως σήμερα θα πρέπει να πραγματοποιούνται συνεχώς και σε βάθος χρόνου, ώστε να παραχθεί αξιόπιστη ηλεκτρική ενέργεια. Παράλληλα, οι εταιρείες του κλάδου πρέπει να αναπτύξουν υλικά και εγκαταστάσεις που να αντέχουν τον συνεχή βομβαρδισμό νετρονίων για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Για να καταστεί η σύντηξη ευρέως διαδεδομένη πηγή ενέργειας, ενδέχεται να απαιτηθεί ακόμη και η αντικατάσταση μεγάλου μέρους της υφιστάμενης ηλεκτρικής υποδομής.

Ποιες τεχνολογίες αναπτύσσονται;

Οι περισσότερες εταιρείες πυρηνικής σύντηξης προσπαθούν να προκαλέσουν τις αντιδράσεις είτε με τη χρήση λέιζερ είτε με ισχυρούς μαγνήτες. Η TAE, ωστόσο, σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει μαγνήτες και δέσμες ουδέτερων σωματιδίων, αποφεύγοντας την τεχνολογία λέιζερ.

Ποιες χώρες πρωτοστατούν;

Σύμφωνα με την αμερικανική Fusion Industry Association, στις Ηνωμένες Πολιτείες δραστηριοποιούνται 29 εταιρείες ανάπτυξης σύντηξης, στο Ηνωμένο Βασίλειο τέσσερις, ενώ η Κίνα, η Γερμανία και η Ιαπωνία συγκαταλέγονται μεταξύ των χωρών που διαθέτουν από τρεις. Η Κίνα φαίνεται να κατασκευάζει ένα μεγάλο ερευνητικό κέντρο σύντηξης με λέιζερ, παρόμοιο με εκείνο του Lawrence Livermore, εξέλιξη που θα μπορούσε να συμβάλει τόσο στον σχεδιασμό πυρηνικών όπλων όσο και στην έρευνα για την παραγωγή ενέργειας.

Ποιες εισηγμένες εταιρείες επενδύουν;

Η FIA έχει αναφέρει ότι οι εταιρείες σύντηξης έχουν αντλήσει σχεδόν 9 δισ. δολάρια σε ιδιωτική χρηματοδότηση. Μεταξύ των επενδυτών συγκαταλέγονται εταιρείες όπως η Chevron, η Siemens Energy, η Nucor και η Alphabet της Google. Τέλος, η Helion Energy, νεοφυής εταιρεία που υποστηρίζεται από τον Sam Altman της OpenAI και το επενδυτικό σκέλος της SoftBank, ανακοίνωσε τον Ιούλιο ότι ξεκίνησε την κατασκευή εγκατάστασης για έναν μελλοντικό σταθμό πυρηνικής σύντηξης, ο οποίος αναμένεται να τροφοδοτεί τα κέντρα δεδομένων της Microsoft έως το 2028.

Διαβάστε ακόμη