H ενέργεια σύντηξης ανοίγει τον δρόμο για ένα μέλλον χωρίς εκπομπές αερίων

Η ενέργεια σύντηξης είναι ένα «τεράστιο βήμα» για την παραγωγή ενέργειας και αυτό ήρθε πιο κοντά μετά από ένα πείραμα - ορόσημο που οδήγησε σε παγκόσμια ρεκόρ και απέδειξε τις δυνατότητές της να παρέχει ασφαλή και βιώσιμη ενέργεια χαμηλών εκπομπών άνθρακα, λένε οι ειδικοί σύμφωνα με το Bloomber.

Χωρίς εκπομπές αερίων θερμοκηπίου και άφθονα καύσιμα, η σύντηξη μπορεί να είναι ένα ασφαλές και βιώσιμο μέρος του μελλοντικού ενεργειακού εφοδιασμού του κόσμου, εκτιμούν οι επιστήμονες.
Η ενέργεια σύντηξης βασίζεται στην ίδια αρχή με την οποία τα αστέρια δημιουργούν θερμότητα και φως.
Τα άτομα συνδυάζονται αντί να διασπώνται όπως σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα και ειδικές μορφές υδρογόνου χρησιμοποιούνται ως καύσιμο. Αλλά η αξιοποίηση και η χαλιναγώγηση των δυνάμεων που εμπλέκονται είναι μια τεράστια πρόκληση, καθώς στην καρδιά ενός αντιδραστήρα σύντηξης βρίσκεται ένα εξαιρετικά καυτό σύννεφο ηλεκτρικά φορτισμένου αερίου ή πλάσματος, πολλές φορές πιο καυτό από τον πυρήνα του ήλιου.
Ωστόσο, οι ερευνητές λένε ότι είναι μια δύναμη για την οποία αξίζει να αγωνιστούμε, με έναν ειδικό να υποστηρίζει ότι είναι μια πηγή ενέργειας που «βοηθά στην προστασία του πλανήτη για τις μελλοντικές γενιές».

Παγκόσμο ρεκόρ

Στο τελευταίο πείραμα, οι επιστήμονες ξεπέρασαν τα προηγούμενα ρεκόρ που επιτεύχθηκαν το 1997 στις εγκαταστάσεις της Αρχής Ατομικής Ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου (UKAEA) στην Οξφόρδη, χρησιμοποιώντας το ίδιο μείγμα καυσίμου για χρήση σε εμπορικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας σύντηξης.
Την Τετάρτη, η UKAEA ανακοίνωσε ότι το Joint European Torus (JET), ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιχειρησιακός αντιδραστήρας που ονομάζεται tokamak, είχε παραγάγει ένα παγκόσμιο ρεκόρ συνολικά 59 megajoules θερμικής ενέργειας από σύντηξη σε περίοδο πέντε δευτερολέπτων - τη διάρκεια του πειράματος.

Κατά τη διάρκεια αυτού του πειράματος, το JET υπολόγισε κατά μέσο όρο μια ισχύ σύντηξης περίπου 11 μεγαβάτ (megajoules ανά δευτερόλεπτο).
Το προηγούμενο ενεργειακό ρεκόρ από πείραμα σύντηξης, που επιτεύχθηκε από το JET το 1997, ήταν 22 megajoules θερμικής ενέργειας. Ωστόσο, η μέγιστη ισχύς των 16 μεγαβάτ που επιτεύχθηκε το 1997 δεν έχει ξεπερασθεί στα πρόσφατα πειράματα, καθώς η εστίαση ήταν στη συνεχή ισχύ σύντηξης.

Ο Tony Donne, διευθυντής προγράμματος EUROfusion, δήλωσε: «Εάν μπορούμε να διατηρήσουμε τη σύντηξη για πέντε δευτερόλεπτα, μπορούμε να το κάνουμε για πέντε λεπτά και μετά πέντε ώρες καθώς κλιμακώνουμε τις λειτουργίες μας σε μελλοντικές μηχανές. «Αυτή είναι μια μεγάλη στιγμή για τον καθένα μας και ολόκληρη την κοινότητα του fusion. Είναι επιβράβευση για πάνω από 20 χρόνια έρευνας και πειραμάτων με συνεργάτες μας από όλη την Ευρώπη.

«Είναι σαφές ότι πρέπει να κάνουμε σημαντικές αλλαγές για να αντιμετωπίσουμε τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και η σύντηξη προσφέρει τόσες πολλές δυνατότητες. «Χτίζουμε τη γνώση και αναπτύσσουμε τη νέα τεχνολογία που απαιτείται για την παροχή μιας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, βιώσιμης πηγής ενέργειας βασικού φορτίου που βοηθά στην προστασία του πλανήτη για τις μελλοντικές γενιές. Ο κόσμος μας χρειάζεται ενέργεια σύντηξης».

Παραγωγή ενέργειας

Όταν τα ελαφρά άτομα συγχωνεύονται για να σχηματίσουν βαρύτερα, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Για να γίνει αυτό, μερικά γραμμάρια υδρογόνου θερμαίνονται σε θερμοκρασίες 10 φορές υψηλότερες από το κέντρο του ήλιου, σχηματίζοντας ένα προϊόν - που ονομάζεται πλάσμα - στο οποίο λαμβάνουν χώρα αντιδράσεις σύντηξης.
Ένας εμπορικός σταθμός παραγωγής ενέργειας σύντηξης θα χρησιμοποιήσει την ενέργεια που παράγεται από τις αντιδράσεις σύντηξης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Ο Ίαν Φελς, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ, δήλωσε: «Η παραγωγή 59 megajoules θερμικής ενέργειας από σύντηξη σε διάστημα πέντε δευτερολέπτων αποτελεί ορόσημο στην έρευνα για τη σύντηξη. Τώρα εναπόκειται στους μηχανικούς να το μεταφράσουν σε ηλεκτρική ενέργεια χωρίς άνθρακα και να μετριάσουν το πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής.

«Το Fusion ξεκίνησε με την έκρηξη της βόμβας υδρογόνου το 1952, οι δυνατότητές του έγιναν αντιληπτές, αλλά χρειάστηκαν χρόνια μέχρι σήμερα για να επιτευχθούν πέντε δευτερόλεπτα σύντηξης,. «Σε 10 έως 20 χρόνια θα μπορούσε να υπάρξει εμπορευματοποίηση».

Ερευνητικό πρόγραμμα

Οι ερευνητές λένε ότι τα πειράματα δίνει σημαντική ώθηση για τον Διεθνή Θερμοπυρηνικό Πειραματικό Αντιδραστήρα (Iter), τη μεγαλύτερη και πιο προηγμένη έκδοση του JET.
Το Iter είναι ένα ερευνητικό πρόγραμμα σύντηξης που υποστηρίζεται από επτά μέλη – Κίνα, Ευρωπαϊκή Ένωση, Ινδία, Ιαπωνία, Κορέα, Ρωσία και ΗΠΑ – με έδρα τη νότια Γαλλία. Οι ερευνητές λένε ότι ‘εγινε ένα σημαντικό βήμα στον οδικό χάρτη της σύντηξης ως ένα ασφαλές, αποτελεσματικό μέσο με χαμηλές εκπομπές άνθρακα για την αντιμετώπιση της παγκόσμιας ενεργειακής κρίσης.
Το ρεκόρ πέτυχαν ερευνητές από την κοινοπραξία EUROfusion – 4.800 ειδικοί, φοιτητές και προσωπικό από όλη την Ευρώπη, με συγχρηματοδότηση από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Ο Δρ Mark Wenman, στο Imperial College του Λονδίνου, δήλωσε: «Για μένα, αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να περιμένουμε μεγάλα πράγματα από τον Iter και ότι η ενέργεια σύντηξης δεν είναι πλέον απλώς ένα όνειρο του απώτερου μέλλοντος – η μηχανική για να γίνει χρήσιμη, καθαρή πηγή ενέργειας είναι εφικτή και συμβαίνει τώρα».

Η καθηγήτρια Sue Ion, Μέλος της Βασιλικής Ακαδημίας Μηχανικών, δήλωσε: «Τα τελευταία αποτελέσματα από το JET στο Culham δείχνουν πόση πρόοδος έχει σημειωθεί. Δίνουν σιγουριά ότι το έπαθλο της ενέργειας σύντηξης αξίζει να συνεχίσουμε. «Οι προσπάθειες πρέπει τώρα να επικεντρωθούν στις πολύ σημαντικές προκλήσεις της μηχανικής και των υλικών που πρέπει ακόμη να ξεπεραστούν πριν η σύντηξη θεωρηθεί ρεαλιστική και αξιόπιστη».

www.worldenergynews.gr