Nije li san o pokretanju fuzije kao neiscrpnom izvoru čiste energije zapao u crnu rupu dosadašnjih preoptimističnih očekivanja i najava te ekstremno visokih ulaganja koja ni političari ni biznismeni nemaju dovoljno hrabrosti još dugo pratiti? U svijetu trenutačno dvanaest istraživačkih centara vodi nesmiljenu utrku za pokretanje prve održive fuzije koja će proizvoditi više energije nego što će se utrošiti na njeno pokretanje i čini se da svi redom, bez obzira na nova znanja i očigledan napredak, sve teže pravdaju goleme financijske apetite bez pravih, konkretnih rezultata.
To vrijedi i za one najveće i najmoćnije. Kalifornijski National Iginition Facility (NIF) sagrađen je za 6 milijardi dolara i pušten u pogon, a danas oko 1200 zaposlenika s gorčinom primjećuje da Obama ne spominje fuziju u svojoj energetskoj strategiji te da im je srezao godišnji proračun sa 409 na 329 milijuna dolara. Razloga za skepsu američka državna administracija može pronaći u zdravoj logici. Primjerice, što reći na tezu da bismo sa 6 milijardi dolara uloženih u razvoj pohrane energije danas imali masovnu i sveprisutnu primjenu solarne energije? Obožavatelji fuzije kao svojevrsnog svetog grala energetike ne mogu odgovoriti na to pitanje koje je nedavno postavljeno u jednoj Bloombergovoj analizi.
Ne manje bolno pitanje jest kolika će biti cijena gradnje komercijalnog postrojenja za fuziju kad svladamo tehnologiju pokretanja fuzije? Hoće li to uopće biti isplativo? Procjene vrhunskih američkih stručnjaka danas govore o 4 milijarde dolara za elektranu od 925 megavata, a to je cijena slična kao za nuklearku ili elektranu na ugljen, nešto viša nego cijena plinske elektrane, ali i puno manja nego solarne elektrane. Međutim, problem je u tome što ipak ne možemo točno znati kolika će biti cijena jer čovječanstvo još nema održivu fuziju.
Neće se stati
Ipak, to ne znači da biznisi i države neće nastaviti investirati u istraživanje fuzije te se okrenuti nekim manje zahtjevnim energetskim istraživačkim naporima. Naprotiv, već samo to što fuzija vodikovih atoma bez naročitih štetnih “nusproizvoda” oslobađa osam puta više energije nego slična količina urana potrebna za fisiju, uz ostatak zastrašujućeg radioaktivnog otpada, govori o tome da se u fuziju mora ulagati. Tako se i američka vlada, čini se, zapravo želi kockati na sigurno. Ove godine uložili su i 225 milijuna dolara u europski International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Radi se o projektu u kojem još sudjeluju Kina, EU, Indija, Japan i Rusija, a na koji je do sada utrošeno 15 milijardi eura. ITER, koji se gradi u Francuskoj te bi trebao biti dovršen 2020. godine, zapravo se kladi da je do fuzije moguće doći uz potpuno drugačiju tehnologiju u odnosu na onu koju razvijaju u američkom NIF-u.
U čemu su razlike? Prvo valja naglasiti da teorija fuzija ne dvoji o tome je li uopće moguće pokrenuti taj prirodni proces koji se stalno događa u Suncu. Pitanje je samo kako to napraviti. U osnovi je fuzija spajanje vodikovih atoma uz visoku temperaturu i pritisak te oslobađanje helija i goleme količine energije. Zvuči tako jednostavno i izazovno (iz fuzije se u istom omjeru može izvući 10 milijuna puta više energije nego iz benzina), ali čovjek još nije uspio umjetno pokrenuti ono što priroda s lakoćom čini u tolikim milijunima zvijezda. Možda je baš to što teorija zvuči jednostavno i izuzetno izazovno u istraživanjima napravilo više štete nego koristi. U razvoju fuzije zabilježene su neke od najvećih istraživačkih sramota.
Skandali
Doslovno je tragikomična priča o Nijemcu Ronaldu Richteru koji je od argentinskog predsjednika izvukao velike iznose za svoj “termotron”. Čak je gurnuo Perona u to da izjavljuje kako su Argentini osigurali neograničene izvore energije. Dok su ih zapadni znanstvenici sprdali, Peron je počeo slati inspektore Richteru, a ovaj je doslovno izvodio ludorije: raznosio je vrata komprimiranim zrakom, ubacivao barut u reaktor a da se nigdje nije moglo otkriti ni traga radioaktivnim tvarima. Ukratko, Richter je završio iza rešetaka, a Argentina je osramoćena. Sramotna pokliznuća s fuzijom događala su se i vrlo uglednim znanstvenicima poput Martina Fleischmana i Stanleya Ponsa. Svi bitni mediji na planetu prenijeli su vijest da su uspjeli pokrenuti fuziju, i to hladnu. Biznismeni su im već počeli slati novac za nastavak rada, a onda je iskrsnuo “mali problem”: nitko više nije pod identičnim uvjetima (uroni se metalni paladij u vodu) uspio ponoviti oslobađanje energije.
Usto su fizičari uspjeli dokazati da dva ugledna znanstvenika nisu mogla pokrenuti fuziju jer, da su uspjela, ubio bi ih snop neutrona. Svojevrsnu sramotu pretrpjeli su i sadašnji čelnici NIF-a jer su, jednostavno, prerano i preoptimistično najavili fuziju koja se još nije dogodila. Vratimo se NIF-u i ITER-u. Američki NIF pokušava pokrenuti fuziju uz pomoć lasera, a ITER uz pomoć elektromagneta.
Ogromna zgrada
NIF je smješten u zgradi visine desetak katova u koju bi se moglo smjestiti tri nogometna stadiona. Osnova su golemog fuzijskog uređaja 192 laserske zrake koje idu kroz poseban tunel do zrcala koja ih pak fokusiraju na sitnu tableticu i zagrijavaju je na 100 milijuna Celzijevih stupnjeva. Teorija govori da bi čak 500 bilijuna volti lasera trenutačnim udarom na tako malu površinu trebalo pokrenuti fuziju. Međutim, ona se još ne događa. Iako je upotrijebljena energija tisuću puta veća od one koja se istodobno nalazi u cijeloj američkoj električnoj mreži! Problem je da ni tako savršeni i snažni laseri ne mogu ono što mogu gravitacijska sila i temperatura u središtu Sunca – oblikovati tako savršen i ravnomjeran pritisak uz odgovarajuću temperaturu za početak fuzije. Izgleda da udar i preciznost lasera nisu dovoljno savršeni, baš kao što ni tabletica na udaru još nije dovoljno pravilna. Pomak od nekih 100-200 atoma onemogućuje idealnu imploziju, tj. početak fuzije. Ukratko, znanstvenici u NIF-u “samo” trebaju implodirati tableticu brzinom od 360 kilometara na sekundu uz pritisak 350 milijardi puta veći od onog u Zemljinoj atmosferi. Do sada su postigli 330 kilometara uz 202 milijarde atmosfera.
Francuski smjer
Sa sličnim problemima (ali na svoj način) suočavat će se i ITER kad i ako proradi u 2020. godini. ITER-ov reaktor zapravo je sferična komora u kojoj će enormno snažni magneti komprimirati plin koji sadrži vodik dok ga struja bude zagrijavala na 150 milijuna Celzijevih stupnjeva sve do početka fuzije. Pritisak u toj elektromagnetskoj komori na plazmu bit će milijun puta veći nego u našoj atmosferi, a temperatura 10 puta viša nego u središtu Sunca! Međutim, hoće li elektromagnetske sile dovoljno uspješno imitirati pravilnost gravitacijskog pritiska? Znanstvenici su uvjereni da je uz pomoć superračunala moguće kontrolirati složeno ponašanje elektromagnetskih silnica i kako zaista vrijedi potrošiti 15 milijardi eura na pokušaj pokretanja fuzije u ITER-u.
Bilo kako bilo, i pored gorljivog oduševljenja, gotovo zaluđenosti na projektima NIF i ITER, skepticizam vezan za fuziju jača. Nacionalna akademija znanosti Sjedinjenih Država jasno je, primjerice, poručila da je NIF još godinama daleko od pokretanja fuzije. E sad, da je samo godinama daleko, to bi značilo da nas samo godine dijele od možda najvećeg energetskog otkrića u povijesti čovječanstva nakon prvog paljenja vatre ljudskim rukama.
– Moramo dugoročno razmišljati o energiji i o tome kako će ljudska vrsta preživjeti. Vrlo je važno da se fuziju prepozna kao granicu koju ljudi jednom moraju prijeći – uvjereno poručuje 65-godišnji Osamo Motojima, glavni direktor ITER-a.
Optimist
A što kažu realisti? U istom mediju, Bloombergu, bivši savjetnik za fuziju DOE-a David Crandall tvrdi da je skandalozno najavljivati komercijalne elektrane samo 12 godina nakon prvog pokretanja fuzije u NIF-u. Naime, prvo treba razviti cijeli niz novih tehnologija. Ipak, Crandall zaključuje: “Sav veliki napredak napravili su nerazumni ljudi. Želim im sreću!” Ukratko, i najoprezniji smatraju kako se od pokretanja fuzije ne smije odustati. Pogotovo ne zbog tko prozaičnog razloga poput visokih troškova.
>> Energetika – temelj održivog razvoja
>> Je li Hrvatska spremna za nadolazeću energetsku evoluciju?
