Kiedy energia będzie niemal darmowa? Jest już blisko
Przełom w produkcji niemal darmowej energii może być bliżej, niż nam się wydawało jeszcze w grudniu. Wszystko za sprawą gigantycznych pieniędzy takich bogaczy jak Jeff Bezos czy Bill Gates.
Gdy w grudniu świat zelektryzowała informacja o pierwszej „opłacalnej” fuzji termojądrowej wielu osobom rozbłysły oczy z zachwytu. 5 grudnia 2022 roku po raz pierwszy w historii reaktor termojądrowy wyprodukował nadwyżkę energii. W amerykańskim National Ignition Facility (NIF) otwierano korki od szampana jednak ekspertom daleko było od nadmiernej ekscytacji.
Jak wytwarza się energię termojądrową?
Na razie produkcja energii w wyniku fuzji termojądrowej jest jak strzelanie z armaty do wróbla. Naukowcy robią to od dekad i ustrzelili dopiero jednego małego wróbelka. Laboratorium NIF to potężna machina. Jej budowa kosztowała dotychczas ponad 3,5 miliarda dolarów! Jeśli weźmiemy pod uwagę samą wielkość, to zajmuje ona powierzchnię trzech boisk do amerykańskiego futbolu. Sercem laboratorium jest właśnie „armata” czyli potężne lasery. 192 silne wiązki kieruje się na cel o wielkości obiektywu na odwrocie telefonu, na którym czytasz zapewne ten artykuł. To pojemnik ze złota. Skrywa on maleńką kapsułkę z diamentu wypełnionego paliwem termojądrowym. Nasz wróbelek to obszar o średnicy szpilki, czyli miejsce fuzji termonuklearnej.
Co to jest fuzja termojądrowa?
Fuzje termojądrową możemy oglądać gdy uniesiemy głowy do góry. Napędza ona gwiazdy i słońca. Powstaje w wyniku zderzenia atomów pod ogromnym ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. W ten sposób atomy łączą się tworząc cięższą cząsteczkę i uwalniając ogromne ilości gęstej energii – izotopy wodoru. Można zaryzykować porównanie, że rozpalamy malutkie słoneczko.
Dlaczego energia termojądrowa może być „darmowa”?
Teoretycznie paliwem w reakcji termojądrowej może być woda morska. Bardzo teoretycznie. To uproszczenie bierze się z tego, że zderzane są izotopy wodoru, które znajdziemy właśnie w wodzie morskiej. Gdyby tak było, mielibyśmy doskonałe źródło czystego prądu.
Tak mogłoby być, a jednak w tej chwili nie jest. Deuter, jeden z izotopów wodoru, faktycznie łatwo można uzyskać z wody morskiej. Do reakcji używa się jednak także drugiego izotopu – trytu. Te zasoby są jednak ograniczone.
Energia termojądrowa już wkrótce w sieci?
Optymiści liczą na to, że do końca obecnej dekady uda się produkować tyle energii, by zacząć ją dostarczać do sieci energetycznej. Pesymiści mówią, że to pieśń kilku dekad przyszłości. Fuzja wymaga temperatury 150 mln stopni Celsjusza, czyli 10 razy więcej niż w rdzeniu Słońca.
I tu pojawiają się problemy techniczne. To prawda, że naukowcom w NIF udało się uwolnić więcej energii niż potrzeba było do zainicjowania reakcji. Ale… mówimy tu o 2,05 megadżuli (MJ) wejściowej, w wyniku której uwolniło się 3,15 MJ energii (wyjściowej). Sukces? Z punktu widzenia nauki – tak. W NIF „zabłyśnięto” jedną, słabą wiązkę lasera. Następnie przebyła ona drogę 1500 metrów, w trakcie której jest wielokrotnie rozszczepiania i wzmacniana. Cały ten proces pochłonął… 322 MJ. Jak łatwo policzyć uzyskano zaledwie 1% energii zużytej przez lasery. W dodatku kapsułka do której strzelano może kosztować nawet do 20 tysięcy dolarów!
Elektrownia potrzebowałaby ich nawet milion… dziennie.
Miliardy dolarów za błysk nadziei na energię
Według analityków Bloomberga, gra jest jednak warta świeczki. Swoje fortuny lokują w termojądrowym biznesie Jeff Bezos (założyciel Amazon), Bill Gates (założyciel Microsoft) i Peter Thiel (założyciel PayPal i OpenAI). Inwestorzy i rządy zainwestowały ponad 4,8 miliarda dolarów w firmy dążące do fuzji, na czele z Commonwealth Fusion, startupem wydzielonym z Massachusetts Institute of Technology, który zyskał 2 miliardy dolarów. TAE Technologies otrzymało ponad 1,1 miliarda dolarów.
Unia Europejska buduje swój reaktor termojądrowy
Projekt stworzenia największej na świecie instalacji służącej do przeprowadzania fuzji jądrowej ma Unia Europejska. Na południu Francji do 2025 roku ma powstać ITER (konstrukcja jest już bardzo zaawansowana). O ile Amerykanie użyli w swoim eksperymencie potężnych laserów, to europejscy badacze wybrali magnesy. Uważają, że to pozwoli ustabilizować reakcję, a więc sprawić, że energia może być produkowana dłużej.
W tzw. tokamakach (reaktorach, które mają kształt hula-hop) można ściskać i podgrzewać izotopy wodoru oraz uwięzić powstałą plazmę.
ITER ma produkować 10 razy więcej energii termojądrowej niż moc cieplna potrzebna do wyprodukowania plazmy. To ważny krok od instalacji badawczych do przyszłych elektrowni termojądrowych. Człowiek może wreszcie sięgnąć do Słońca na Ziemi.
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Sprawozdanie Prezesa URE 2025: Akcelerator, Cyfrowy Bliźniak, aukcja offshore i pierwszy rynek wodoru
Rok 2025 przyniósł istotne zmiany w polskiej energetyce: pierwszą aukcję wsparcia dla offshore, start Akceleratora Rozwoju Polskiej Energetyki oraz decyzje kluczowe dla rynku wodoru. Prezes URE Renata Mroczek podsumowuje przełomowe działania regulatora.
Przełomowy wyrok KIO: TAURON Dystrybucja wzmacnia local content w energetyce
Wyrok Krajowej Izby Odwoławczej potwierdził skuteczność strategii TAURON Dystrybucji w zakresie local content, dając impuls do wspierania polskich i europejskich wykonawców w sektorze energetycznym.
Rusza nabór na dofinansowanie OZE i magazynowania energii z Funduszy Europejskich
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej rozpoczął nabór na projekty związane z efektywnymi biogazowniami, OZE oraz magazynowaniem energii. Budżet to 500 mln zł z Funduszy Europejskich i środków krajowych.
Pierwszy w Europie zautomatyzowany kompleks ścianowy uruchomiony w ZG Janina – nowa era w polskim górnictwie
W Zakładzie Górniczym Janina w Libiążu uruchomiono pierwszy w Europie, w pełni zautomatyzowany kompleks ścianowy. Inwestycja Południowego Koncernu Węglowego S.A. ma zwiększyć bezpieczeństwo pracy i efektywność wydobycia, a także wyznaczać nowe standardy w automatyzacji górnictwa.
Polska i USA podpisują porozumienie o współpracy w zakresie surowców krytycznych
Polska oraz Stany Zjednoczone zacieśniają współpracę w sektorze surowców krytycznych. Nowe porozumienie obejmuje wydobycie, przetwarzanie i recykling kluczowych minerałów, co ma znaczenie dla bezpieczeństwa energetycznego i technologicznego obu krajów.
ORLEN uruchamia wydobycie gazu z norweskiego złoża Eirin – gaz już płynie do Polski
ORLEN Upstream Norway i Equinor rozpoczęli eksploatację złoża Eirin na Morzu Północnym. Nowe źródło zapewni Polsce dodatkowe dostawy gazu, a wydobycie prowadzone jest z wykorzystaniem energii odnawialnej.
Komentarze