'Istražujemo fuziju jer vjetar, Sunce, voda... nikad neće moći nadomjestiti fosilna goriva'

DEMO – demonstracijska elektrana, ITER – međunarodni projekt eksperimentalnog fuzijskog reaktora tipa tokamak, tokamak – fuzijski reaktor uobličen u toroidalnu komoru s magnetskim zavojnicama namijenjen stvaranju i zadržavanju visoke temperature plazme neophodne za fuzijsku reakciju, DONES – DEMO Oriented Neutron Source, odnosno izvor neutrona za testiranje materijala koji će biti korišteni u DEMO-u... Sve su to pojmovi koji se mnogo češće nego prije vrte danas po domaćim medijima. Svi su povezani s potragom za svetim gralom fizike, energijom dobivenom iz fuzije. Jedan je od važnih faktora u tome EUROfusion, konzorcij institucija iz različitih zemalja koje se bave istraživanjem fuzije. Nasljednik je Europskog sporazuma za razvoj fuzije, a financira se iz programa Euratom Obzor 2020. Prošlog je tjedna u Zagrebu održan sastanak EUROfusiona pa je to bila prilika i da se upoznamo s njegovim predsjedavajućim, nizozemskim znanstvenikom dr. sc. Tonyjem Donneom.

Za otkrića treba vremena

– Pripremamo EUROfusion za novi okvir koji počinje 2021. godine, a trajat će do 2027. Za Hrvatsku je važan DONES koji je izvor neutrona, a Hrvatska je u nj već snažno uključena. Zaključili smo da razvoj DONES-a treba dovršiti brzo, već na početku tog novog ciklusa, početkom 2020-ih godina. Diskutira se i o JET-u koji se nalazi u Engleskoj, a znamo što se događa s Brexitom. Željeli bismo Veliku Britaniju zadržati u pridruženom statusu poput Švicarske i Ukrajine. Najveći fuzijski reaktor u Europi, JET ili Joint European Torus jedini je stroj koji može raditi s deuterijem i tricijem pa je jako važan za različita testiranja. Na svaki način to moramo nastaviti. Hrvatska se profilirala kao vodeći partner u programu DONES-a i spremna je da se DONES gradi ovdje ako slučajno Španjolska odustane – opisao nam je Donne o čemu se razgovaralo u Zagrebu. Nas je ipak zanimalo zašto se toliko nade polaže u fuziju kojom se znanost bavi proteklih 70 godina s vrlo ograničenim uspjehom.

– To je vjerojatno jedina ideja koja do sada nije do kraja istražena. Imamo obnovljive izvore – vjetar, solare, vodne i geotermalne izvore, a fuzija je vjerojatno najstariji izvor energije koji na Zemlji imamo jer sva energija koju dobivamo od Sunca u osnovi je fuzijska. Dakle, znamo da proces djeluje, ali jako ga je teško dobiti na Zemlji i zato nam treba toliko vremena da ga razvijemo, ima zbog toga kritike javnosti pa me zato i novinari pitaju zašto je fuzija uvijek 30 godina daleko. Dva su razloga tome. Prvi što je jako teško dobiti proces, i inače je razviti novi izvor energije vremenski jako zahtjevno. Uzmimo naftu za primjer. Otkrivena je u 18. stoljeću, ali trebalo je 50 godina da ljudi shvate što je to i da je učine korisnom. Fotoelektrična ćelija izumljena je 1891. godine, a njezina je eksploatacija počela tek 70-ih i 80-ih godina prošlog stoljeća. Jako je puno vremena potrebno da se razvije potrebna infrastruktura pa se i zato čini kako je fuzija jako spora. Drugi je razlog nedostatak optimizma. Dugo se radilo na fuziji, svaki laboratorij na svojem području, no bez jake koordinacije. Imali smo JET i odlučili 70-ih godina raditi na jednom zajedničkom velikom uređaju, no sva ostala istraživanja i dalje su bila detaširana. Prije sedam-osam godina shvatili smo da tako nećemo daleko te da trebamo jasno određen put do konačnog dobivanja struje od fuzije. Taj je put kompliciran jer nije nikome poznat, kao da autom bez karte krenete u nepoznato. Otprije četiri godine, kada je EUROfusion osnovan, financiramo samo one projekte koji su striktno na tom putu. Do sada je 85 posto tih projekata dalo neki opipljiv ili dohvatljiv rezultat – objasnio je čelni čovjek EUROfusiona.

No treba li fuzija zamijeniti obnovljive izvore, može li uopće, je li im konkurencija, pitamo.

– Fuzija se ne natječe s obnovljivim izvorima, nego se oni komplementiraju. Osobno sam uvjeren kako trebamo vjetar i Sunce i druge obnovljive izvore, no uvjeren sam i da njima ne možemo pokriti više od 50 do 60 posto naših potreba za energijom. Tako i dalje postoji imperativ zamjene ostalih 40 posto koji dolaze od fosilnih goriva. Za sada jedina su alternativa nuklearna fisija i fuzija. Nemamo drugih. O fisiji već dovoljno znamo, imala je nekih situacija u povijesti, rekao bih da možemo i bolje, izgraditi sigurnije reaktore, no fuzija ima daleko više prednosti i trebamo je dalje razvijati – odgovara nizozemski stručnjak. S obzirom na zahtjevnost projekta, interesantno je da je europska birokracija relativno lako pristala financirati znanstveni projekt koji nema garanciju uspjeha. No, sve i da se na kraju ne postigne dobivanje energije iz fuzije, već sada vide se veliki benefiti iz tog velikog međunarodnog projekta.

– EUROfusion je uvijek bio visoko na dnevnom redu Europske unije, a iz njega je proizašao i niz izdanaka čime se već opravdava golem iznos od 12,5 milijardi eura, koliki su troškovi cijelog projekta do 2025. godine. No, taj se novac troši isključivo na tlu Europe, na europsku industriju, a taj se novac i vraća, svaka od sudjelujućih industrija tvori i vlastite izdanke u drugim poljima. Primjerice, s Brukerom smo napravili supravodljive kablove za što sada Bruker ima patent. Nizozemska tvrtka 3D-Metal Forming za ITER je razvila metalne oplate kakve se sada koriste i na cockpitu Airbusa A380. Na početku je ta tvrtka imala četiri ili pet ljudi, a danas ih zapošljavaju 150. I to je poruka koju šaljemo političarima. Također, ne možemo biti sigurni da će vjetar i solarna energija doista dostajati za potrebe čovječanstva. Sve je više studija da, ako i dobijemo savršeno skladištenje, nećemo imati dovoljno iz tih izvora. Zato je potrebno razviti i izvor poput fuzije. ITER koji je međunarodni projekt u kojem sudjeluje 35 zemalja stoji 22 milijarde eura. Toliko Njemačka potroši u jednoj godini za subvencioniranje vjetra i solarne energije. A to je projekt na globalnom nivou. Ako jedna zemlja toliko potroši na obnovljive izvore, onda se to svakako isplati. Iako ne znamo hoće li fuzija biti ekonomski održiva, hoće li tako dobivena energija biti komercijalno atraktivna. Nećemo ni znati ako ne pokušamo. A to moramo jer vidimo što čine klimatske promjene, što konačno spoznaje i Donald Trump. Zbog svega što smo vidjeli proteklog ljeta naprosto moramo nešto pokušati, Europljani to spoznaju i do sada su zadovoljni – objašnjava Donne. Ne može se ne primijetiti kako glavnu riječ u EUROfusionu vode “male” nacije, i jedna je Hrvatska vrlo uporna i glasna u nastojanjima da fuzija postane realnost. Rusija ima veliko iskustvo u istraživanju fuzije, Njemačka je prije nekoliko godina uz veliku pompu pokazala Wendelstein 9-x, reaktor tipa stelarator.

Rizik za investitore

– Wendelstein je građen europskom potporom, ali prije nego što je stvoren EUROfusion, dobili su preferencijalnu potporu prije 15 godina što znači da Europska komisija snosi oko 40 posto troškova njegove izgradnje. Ali projekt je došao u kritičnu fazu kada se pokazalo da rukovodstvo nije adekvatno pa su probijeni rokovi i budžet. Njemačka je podnijela taj trošak. EUROfusion sudjeluje u projektu s oko 20 posto, no na način da smo stvorili zajednički tim s Wendelsteinom pa je on sada za nas dugoročno važan projekt koji je backup osnovnom projektu ITER koji je tokamak. On jest nestabilniji u odnosu na stelarator što je Wendelstein koji je, pak, iznimno kompliciran. Tako sada imamo situaciju da, ako na kraju shvatimo da tokamakom poput ITER-a nećemo postići željeno, možemo prijeći na stelarator poput Wendelsteina. Rusko je sudjelovanje u projektu ITER u omjeru od devet posto, surađuju na izgradnji komponenata, rade dijagnostiku. Zbog toga što raspolažu velikim znanjem, njihova je uloga i daleko veća nego što to pokazuje sudjelovanje u budžetu. I u EUROfusionu surađujemo s Rusima, rade eksperimente na JET-u, na drugim uređajima radimo i zajedničke eksperimente. Oprema im je pomalo zastarjela i tek trebaju instalirati novu, no to je pomalo usporeno zbog količine novca koji su uložili u ITER – objašnjava Tony Donne. Za takvo što zacijelo mora postojati i interes korporacija.

– Dakako – odgovara Donne – ali to je kroz financiranje malih kompanija koje rade neki od segmenata. Tako je Jeff Bezos, primjerice, uložio 30 milijuna dolara u kanadsku tvrtku General Fusion. No kompanije kakve on vodi obično su i vrlo agresivne u svojim investicijama, a mi ne možemo obećati da će se nešto što bi im vratilo investiciju dogoditi brzo, pa ni za deset ili 15 godina. Ono čime se mi bavimo za investitore je vrlo riskantno jer na kraju može biti ništa, no ako možete gledati i dugoročno, što Bezos očito može, tada možete doći u situaciju i da višestruko zaradite. Što se tiče korporacija koje se bave fuzijom, tu je svakako Lockheed Martin. Za suradnju s nama zainteresirane su i tvrtke poput Framatoma, Westinghousea ili Siemensa koje su jako zainteresirane da nam se pridruže jer znaju da je nakon dovršetka DEMO-a red na njih. Ako on bude uspješan, tada su one te koje moraju proizvesti komercijalni reaktor. I mi smo zainteresirani da ih uključimo jer nam mogu biti od velike pomoći kod izgradnje reaktora koji bi onda bio i temelj za prvi komercijalni. Jednom mi je prišao i čovjek iz tvrtke koja se bavi kriogenikom (zamrzavanjem) koji mi je ustvrdio kako bi u slučaju da su bili uključeni od početka, sasvim sigurno već izgradili ITER za 60 posto njegove sadašnje cijene. To je logično jer mi, iako imamo jako kreativne i produktivne ljude, ipak oni ne razmišljaju na komercijalan način pa se može dogoditi da isporučimo industriji gotov proizvod koji ona na kraju neće moći napraviti. Zato je potrebno da i te korporacije budu prisutne već u ovoj fazi – govori Donne.

Možemo li, dakle, očekivati da će jednog dana fuzijski reaktor pokretati automobil?

– Pogledate li bilo koju današnju konvencionalnu elektranu, shvatit ćete da one nisu manje od onih prvih koje su se pojavile. Na pitanje može li fuzijski izvor energije biti manji, odgovor je može, ali je onda pitanje imamo li za to uvjeta. Imamo sada materijale za DEMO, no samo za početnu fazu. Za drugu fazu trebaju nam materijali kod kojih atomi te strukture koja se nalazi vrlo blizu plazmi mogu podnijeti blizu 50 premještanja u jednom eksploatacijskom ciklusu DEMO-a, a ostati cjeloviti. Sada imamo materijale koji mogu podnijeti 20 premještanja, što je dosta. Tu je jako bitan Institut Ruđer Bošković koji radi testiranja tih materijala. Za manji fuzijski reaktor trebali biste materijale koji mogu podnijeti 400 premještanja. A sada smo tek kod želje da za deset godina uopće imamo funkcionirajući fuzijski reaktor, tada ću si dozvoliti da popijem i poneko pivo više. Daleko smo još od trenutka kada će se reaktorima pogoniti vozila ili nešto slično – kaže šef EUROfusiona.