Kun ajattelemme tulevaisuuden energiaa, on helppo kuvitella uusiutuvia energialähteitä. Suurin osa Euroopasta on jo pitkään käyttänyt uusiutuvia energialähteitä, Kiina on nopeasti kehittyvä valtio, ja jopa jotkut Yhdysvaltain osavaltiot kokevat niiden edut. Tulevaisuus on kuitenkin ydinenergiassa. Mutta ei fissiossa, vaan termonukleaarisessa synteesissä. Ja Kiina on juuri ottanut valtavan askeleen eteenpäin BEST-ohjelmassaan, jolla on vain yksi tavoite.
Kiina ja tärkein energialähde . Termonukleaarinen synteesi ja ydinfissi ovat ydinreaktioita, jotka vapauttavat energiaa atomien ytimistä, ja siinä niiden samankaltaisuus päättyy . Lyhyesti sanottuna ydinfissi sisältää raskaiden atomien, kuten uraanin, ytimien halkaisun energian vapauttamiseksi. Juuri tätä prosessia käytämme nykyisissä ydinvoimaloissa , ja olemme onnistuneet tekemään siitä vakaata jo useita vuosikymmeniä sitten. Termonukleaarinen synteesi on päinvastainen prosessi: se yhdistää kevyitä atomeja energian tuottamiseksi. Se on erittäin epävakaa ja vapauttaa valtavasti lämpöä, mutta prosessin tuloksena syntyy paljon enemmän energiaa.
Tähtien energian jäljitteleminen on erittäin vaikea tehtävä, mutta olemme yrittäneet tuottaa sitä jo vuosia hyvin yksinkertaisesta syystä: sen arvioidaan tarjoavan käytännössä rajattomat energiavarannot ilman pitkäikäistä jätettä , mihin ydinfissiota ei voi verrata . Kiina on yksi maista, jotka edistävät aktiivisimmin lämpöydinvoimaloiden kehittämistä, niin aktiivisesti, että se aikoo ottaa ensimmäisen voimalan käyttöön kymmenen vuotta ennen kilpailijoitaan.
Lyhenne EAST tarkoittaa ”Experimental Advanced Superconducting Tokamak” (kokeellinen edistyksellinen suprajohtava tokamak) – se on kokeellinen ohjelma, jota Kiina on kehittänyt vuodesta 2006 lähtien termonukleaarisen energian kaupallisen hyödyntämisen mahdollisuuksien tutkimiseksi. Useiden lämpötila- ja aikarekordien saavuttamisen jälkeen vuonna 2021 saavutettiin 17 minuutin jatkuva plasman toiminta, jonka aikana ytimen lämpötila oli 70 miljoonaa astetta. Tämä on viisi kertaa korkeampi kuin Auringon lämpötila , ja vaikka aiemmin 160 miljoonan asteen lämpötila saavutettiin 20 sekunnin ajan, ihannetapauksessa tällainen korkea lämpötila tulisi ylläpitää mahdollisimman pitkään.
Lisäedistystä on saavutettu, ja tutkijat ovat äskettäin havainneet, että reaktori voi toimia 165 %:lla teoreettisesta maksimitehostaan ilman häiriöitä. Vertailun vuoksi tämä on sama kuin jos moottori, joka on suunniteltu 200 km/h:n nopeudelle, pystyisi ylläpitämään 330 km/h:n vakionopeuden ilman ylikuumenemista. Lyhyesti sanottuna, Kiina on ryhtynyt toimenpiteisiin ratkaistakseen valtavan ongelman, joka liittyy magneettisen plasman säilyttämiseen.
BEST . Samaan aikaan ”kokeellinen suprajohtava tokamak, jossa on palava plasma” on edistyksellinen projekti ydinsynteesiohjelmassa. Jos EAST on konseptin vahvistus, BEST on sen elinkelpoisuuden osoitus. EAST:n vaiheet toistetaan BEST:ssä, joka on suuremmassa mittakaavassa rakennettu reaktori, joka toimii lyhyempinä aikoina vakaassa tilassa, mutta suuremmalla energiatehokkuudella.
Tavoite: vuosi 2030. Kiina aloitti BEST-reaktorin rakentamisen vuonna 2023 ja aikoo saada sen valmiiksi vuoteen 2027 mennessä, jotta plasmatestit voidaan aloittaa. Jos hanke onnistuu, CFETR-reaktori toimittaa lämpöydinenergiaa verkkoon. Valtion uutistoimisto Xinhua julkaisi lausunnon, jossa ilmoitetaan aikomuksesta aloittaa sähkön tuotanto vuoteen 2030 mennessä ja ottaa reaktori kaupalliseen käyttöön vuoteen 2035 mennessä.
Jos he onnistuvat saavuttamaan tämän tavoitteen, Kiinasta tulee ensimmäinen maa, joka pystyy hyödyntämään auringon energiaa kaupallisiin tarkoituksiin ja käynnistämään historian ensimmäisen lämpöydinsynteesiä käyttävän hehkulampun. Tietenkin myös Yhdysvallat ja Massachusetts pyrkivät johtavaan asemaan tässä asiassa .
Ne eivät ole ainoita . Jos ne onnistuvat tavoitteessaan, se on perustavanlaatuinen askel seuraavan sukupolven energiateknologian kehityksessä, ja ne haluavat saavuttaa tämän tulevaisuuden vuosikymmenen ennen muita maita, ainakin niin Kiina väittää. Ydinsynteesikilpailussa BEST-laitoksen odotetaan aloittavan kaupallisen toiminnan vuosina 2030–2035. Samaan aikaan Ranskassa työstetään ITER-projektia . 24 miljardin euron budjetillaan se on historian kallein kansainvälinen ohjelma, jota edellä ovat vain Apollo-ohjelma , kansainväliselle avaruusasemalle, Manhattan-projektiin ja GPS-järjestelmään.
Ongelmat. Projekti tavoittelee uskomatonta tehoa, mutta kohtaa jatkuvasti viivästyksiä, budjetin ylityksiä ja käyttöönoton viivästyksiä. Yhdysvalloissa yksityinen startup-yritys rakentaa SPARC-laitosta, joka on kooltaan paljon pienempi kuin ITER, mutta taloudellisempi. Isossa-Britanniassa on STEP, Japanissa JT-60SA ja Venäjällä hybridi T-15MD. Aikataulusta on vaikea puhua, koska vuonna 2025 suunnitellut testit eivät ole vielä päättyneet… ja tämän ”tähtien” energiantuotantolaitoksen kaupallisen elinkelpoisuuden ajankohdasta keskustellaan ajanjaksona 2040–2060 , vaikka aikatauluja on tarkistettu.
Kiina on tehnyt uuden sukupolven energiateknologiasta kansallisesti tärkeän asian , ja näemme, saavuttavatko he tavoitteensa aloittaa tuotanto vuoteen 2030 mennessä. Vaikka näyttää siltä, että meidän on otettava käyttöön tekoäly kaikkeen mahdolliseen, tämän teknologian valtavat energiantarpeet stimuloivat termonukleaarisen synteesin kehitystä. Ehkä vitsi siitä, että termonukleaarinen energia on aina 30 vuoden päässä meistä, on vihdoin käynyt vanhaksi.
