Wśród czołowych europejskich startupów zajmujących się energią z fuzji jądrowej Proxima Fusion rozwija stellaratory – wciąż rzadko wykorzystywaną technologię.
Od początku wojny w Iranie 28 lutego kwestia energii znów wróciła na pierwsze strony międzynarodowych mediów.
REKLAMA
REKLAMA
Konflikt oraz późniejsza decyzja Iranu o drastycznym ograniczeniu ruchu tankowców przez Cieśninę Ormuz – kluczowy szlak światowego transportu ropy – doprowadziły do tego, co Międzynarodowa Agencja Energetyczna (źródło w Angielski) określiła jako największe w historii rynku ropy zakłócenie dostaw.
Kryzys skłonił europejskich decydentów, by na nowo przyjrzeć się uzależnieniu od importowanych paliw kopalnych i szukać własnych alternatyw.
Wśród nich są odnawialne źródła energii oraz energetyka jądrowa. Ta druga to nie tylko dobrze znane i budzące podziały rozszczepienie jądrowe.
Istnieje też inna forma energii jądrowej – synteza, która zdaniem części ekspertów mogłaby w dłuższej perspektywie pomóc rozwiązać europejski kryzys energetyczny.
Według Francesca Sciortina, prezesa i współzałożyciela niemieckiego startupu Proxima Fusion, synteza „ma do odegrania wszystkie role” w wzmacnianiu bezpieczeństwa energetycznego Europy.
Czym właściwie jest synteza jądrowa? I z jakiej technologii korzysta Proxima Fusion, by ją uzyskać?
Energia z syntezy jądrowej: obiecujące źródło?
Synteza jądrowa to jedno z dwóch – obok rozszczepienia – sposobów pozyskiwania energii z reakcji jądrowych.
Rozszczepienie jądrowe jest najbardziej znanym procesem; kojarzymy je z elektrowniami atomowymi i odpadami promieniotwórczymi, a energia uwalnia się, gdy jądro ciężkiego atomu rozpada się na części.
Synteza jądrowa, nazywana też energią z fuzji, generuje energię dzięki łączeniu jąder lekkich pierwiastków.
Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (źródło w Angielski) (MAEA) synteza ma potencjał, by dostarczać czterokrotnie więcej energii z kilograma paliwa niż rozszczepienie oraz prawie cztery miliony razy więcej niż spalanie ropy czy węgla.
Dodatkowo energia z syntezy nie powoduje emisji CO2, nie wytwarza długożyjących odpadów promieniotwórczych, uchodzi za bezpieczniejszą od rozszczepienia i jest bardziej przewidywalna niż źródła odnawialne.
Brzmi to obiecująco, ale energetyka termojądrowa wciąż nie jest rzeczywistością komercyjną.
Stworzenie i utrzymanie reakcji syntezy jest niezwykle trudne i wymaga ogromnych nakładów energii, dlatego eksperci nadal pracują nad wykazaniem, że może ona dostarczać więcej energii – i pieniędzy – niż pochłania.
Proxima Fusion i technologia stellaratora
Wśród projektów dążących do tego celu jest Proxima Fusion, monachijski startup, który w 2023 roku wyodrębnił się z Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka.
W przeciwieństwie do większości europejskich i międzynarodowych projektów syntezy, takich jak JET i ITER, Proxima Fusion nie stawia na tokamaki, lecz na stellaratory.
Oba typy urządzeń mają kształt torusa i wykorzystują pola magnetyczne do utrzymania plazmy – szczególnego stanu materii, kluczowego dla syntezy. Różni je sposób stabilizacji plazmy i utrzymania jej w ekstremalnie wysokiej temperaturze.
Oba rozwiązania mają swoje zalety i wady. „Stellaratory trudniej zaprojektować i wyprodukować, ale łatwiej je obsługiwać; mogą pracować w trybie ciągłym i są z natury stabilne”.
Stellaratory są wciąż mniej rozpowszechnione niż tokamaki, ale według MAEA (źródło w Angielski) mogą w przyszłości stać się preferowaną technologią dla elektrowni termojądrowych. Proxima Fusion właśnie nad tym pracuje.
„Alpha to ostatnie urządzenie, które będziemy musieli zbudować, zanim przejdziemy do pierwszej w swoim rodzaju elektrowni fuzyjnej działającej w warunkach komercyjnych” – powiedział Sciortino. Alpha jest demonstratorem, który sprawdzi, jak działa stellarator i czy może osiągnąć dodatni bilans energetyczny, czyli czy plazma wytworzy co najmniej tyle energii, ile potrzeba, by ją podgrzać.
Alpha jest obecnie na etapie budowy i, jak zapowiada Sciortino, ma zacząć pracę na początku lat 30.
Równolegle Proxima Fusion pracuje nad Stellaris – pierwszą na świecie komercyjną elektrownią fuzyjną.
„Naszym celem jest stworzenie rozwiązania, które da się skalować. A żeby można je było skalować, musi zarabiać pieniądze, czyli być opłacalne ekonomicznie – mówiąc inaczej, musi mieć sens komercyjny” – stwierdził Sciortino.
Stellaris, w zamyśle Sciortina, miałby wejść do eksploatacji w drugiej połowie lat 30., nieco później niż Alpha.
„Jesteśmy na etapie tworzenia zupełnie nowej branży” – powiedział. „Nie chodzi tylko o jedną firmę. Trzeba zadbać, by cały łańcuch dostaw inwestował w swoje możliwości, tak abyśmy mogli rozwijać ten sektor szybciej niż kiedykolwiek. Historia syntezy właściwie dopiero się zaczyna”.
Przyszłość energii z syntezy w Niemczech i w Europie
Elektrownię Stellaris planuje się zbudować na terenie dawnej elektrowni jądrowej w Gundremmingen w Niemczech. Kraj ten zakończył w kwietniu 2023 roku proces wycofywania się z energetyki jądrowej opartej na rozszczepieniu i teraz inwestuje w rozwój syntezy.
W październiku 2025 roku rząd kanclerza Friedricha Merza przedstawił plan działań (źródło w Angielski), który ma wspierać i przyspieszyć rozwój technologii syntezy jądrowej. W jego ramach rząd Niemiec zamierza przeznaczyć ponad 2 mld euro do 2029 roku (źródło w Angielski) na budowę elektrowni fuzyjnej.
Choć Proxima Fusion nie powstała w Niemczech z myślą o tych programach, Sciortino uważa, że rząd tego kraju dobrze rozumie szanse związane z energią z syntezy.
„W Niemczech ta świadomość stała się coraz wyraźniejsza i rosła znacznie szybciej, niż się spodziewaliśmy” – powiedział.
Jego zdaniem „synteza stwarza dla Europy spektakularną szansę gospodarczą, większą niż dla jakiegokolwiek innego kontynentu – ze względu na nasze potrzeby w zakresie suwerenności, brak własnych surowców, fakt, że nie produkujemy paneli fotowoltaicznych, oraz to, że energetyka wiatrowa z ekonomicznego punktu widzenia nie sprawdza się tak dobrze”.
Bardziej sceptyczne głosy
Mimo dużego entuzjazmu wokół energii z syntezy część ekspertów podchodzi do jej możliwości z większym sceptycyzmem.
W niedawno opublikowanym w czasopiśmie Nature Energy (źródło w Angielski) badaniu naukowcy twierdzą, że przyszłe koszty elektrowni fuzyjnych są bardzo niepewne, a stopy doświadczenia tej technologii bywają przeceniane.
Tak zwana stopa doświadczenia to wskaźnik procentowy pokazujący, o ile maleje koszt danej technologii za każdym razem, gdy jej łączna skala zastosowania podwaja się.
„Technologia o wysokiej stopie doświadczenia będzie tanieć szybciej wraz ze wzrostem produkcji, natomiast w przypadku niskiej stopy koszty pozostaną względnie stabilne nawet przy masowym wdrożeniu” – wyjaśnił Lingxi Tang, współautor artykułu i doktorant na ETH Zürich, w rozmowie z Euronews Next.
Wcześniejsze badania sugerowały, że technologia elektrowni fuzyjnych mogłaby osiągnąć stopy doświadczenia na poziomie 8–20 proc. Jednak opublikowane niedawno badanie Tanga i jego współpracowników wskazuje, że rzeczywiste wartości będą prawdopodobnie niższe, około 2–8 proc.
Tang tłumaczy tę dużą różnicę brakiem solidnego uzasadnienia części wcześniejszych analiz oraz zjawiskiem, które określa jako „bias optymizmu”: „Zwłaszcza w środowisku inwestorów prywatnych myślenie jest obciążone takim nastawieniem – skłaniają się ku założeniu nadmiernie optymistycznych scenariuszy” – wyjaśnił.