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, temat energii wrócił na czołówki światowych mediów.
REKLAMA
REKLAMA
Konflikt oraz późniejsza decyzja Iranu o drastycznym ograniczeniu transportu przez cieśninę Ormuz – kluczowy szlak dla światowego handlu ropą – wywołały, jak opisuje to Międzynarodowa Agencja Energetyczna (źródło w Angielski), największe w historii zakłócenie podaży na rynku naftowym.
Kryzys skłonił europejskich decydentów do przyjrzenia się uzależnieniu od importowanych paliw kopalnych i szukania własnych alternatyw.
Wśród nich są źródła odnawialne i energetyka jądrowa. Ta ostatnia nie ogranicza się jednak do dobrze znanego, budzącego spory rozszczepienia atomu.
Istnieje też inna forma energii jądrowej – synteza termojądrowa – która zdaniem części ekspertów może w dłuższej perspektywie pomóc rozwiązać europejski kryzys energetyczny.
Według Francesca Sciortina, prezesa i współzałożyciela niemieckiego start-upu Proxima Fusion, energia z fuzji pełni „wszystkie role” w umacnianiu bezpieczeństwa energetycznego Europy.
Czym właściwie jest synteza jądrowa? I jaką technologię wykorzystuje Proxima Fusion, by ją osiągnąć?
Energia z fuzji: obiecujące źródło energii?
Energia z fuzji to jeden z dwóch sposobów wytwarzania energii w wyniku reakcji jądrowych, obok rozszczepienia.
Rozszczepienie jądrowe jest najbardziej znanym procesem – kojarzonym zwykle z elektrowniami atomowymi i odpadami promieniotwórczymi – w którym energia uwalnia się podczas podziału jądra ciężkiego atomu.
Synteza jądrowa, nazywana też energią z fuzji, polega natomiast na łączeniu lekkich jąder atomowych, co również wydziela energię.
Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (źródło w Angielski) (MAEA) fuzja ma potencjał, by wytwarzać czterokrotnie więcej energii z kilograma paliwa niż rozszczepienie i niemal cztery miliony razy więcej niż spalanie ropy czy węgla.
Co więcej, synteza nie powoduje emisji CO2, nie wytwarza długożyjących odpadów promieniotwórczych, uchodzi za bezpieczniejszą niż rozszczepienie i jest bardziej przewidywalna niż źródła odnawialne.
Brzmi to bardzo obiecująco, ale energia z fuzji wciąż nie jest dostępna komercyjnie.
Stworzenie i utrzymanie reakcji fuzyjnej jest niezwykle trudne i wymaga ogromnych nakładów energii. Naukowcy wciąż muszą więc udowodnić, że technologia może dostarczać więcej energii – i przynosić więcej pieniędzy – niż zużywa.
Proxima Fusion i technologia stellaratora
Jednym z projektów zmierzających w tym kierunku jest Proxima Fusion – start-up z Monachium, który powstał w 2023 roku jako spin-off Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka.
W odróżnieniu od większości europejskich i międzynarodowych projektów fuzyjnych, takich jak JET czy ITER, Proxima Fusion nie stawia na tokamaki, lecz na stellaratory.
Obie technologie wykorzystują urządzenia w kształcie torusa, w których pola magnetyczne utrzymują plazmę – szczególny stan materii, kluczowy dla fuzji. Różni je sposób stabilizowania plazmy i utrzymywania jej w ekstremalnie wysokiej temperaturze potrzebnej do zachodzenia reakcji.
Każde z tych rozwiązań ma zalety i wady. „Stellaratory trudniej zaprojektować i wyprodukować, ale za to łatwiej się je obsługuje, mogą pracować w trybie ciągłym, mogą być z natury stabilne” – tłumaczy Sciortino.
Stellaratory są na razie mniej rozpowszechnione niż tokamaki, jednak – jak podkreśla MAEA (źródło w Angielski) – mogą w przyszłości stać się preferowanym rozwiązaniem dla elektrowni fuzyjnych. Proxima Fusion właśnie nad tym pracuje.
„Alpha to ostatnie urządzenie, które musimy zbudować, zanim przejdziemy do pierwszej w swoim rodzaju elektrowni fuzyjnej działającej w warunkach komercyjnych” – mówi Sciortino. Alpha będzie demonstratorem, na którym sprawdzony zostanie sposób działania stellaratora i to, czy możliwe jest osiągnięcie dodatniego bilansu energetycznego, czyli czy plazma wytworzy co najmniej tyle energii, ile potrzeba do jej podgrzania.
Alpha jest obecnie na etapie produkcji, a celem – jak mówi Sciortino – jest uruchomienie jej na początku lat 30.
Równolegle Proxima Fusion rozwija projekt Stellaris, pierwszej na świecie komercyjnej elektrowni fuzyjnej.
„Naszym celem jest stworzenie czegoś, co da się skalować. A żeby to było możliwe, projekt musi zarabiać pieniądze, czyli po prostu być opłacalny komercyjnie” – podkreśla Sciortino.
Stellaris ma – według jego planów – ruszyć w drugiej połowie lat 30., nieco później niż Alpha.
„Jesteśmy na etapie tworzenia zupełnie nowej branży” – mówi. „Nie chodzi o jedną firmę, lecz o to, by cały łańcuch dostaw inwestował w swoje kompetencje, tak abyśmy mogli rozwijać tę dziedzinę szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Historia fuzji tak naprawdę dopiero się zaczyna”.
Przyszłość energii z fuzji w Niemczech i w Europie
Elektrownia Stellaris ma stanąć w Gundremmingen, na terenie dawnej siłowni jądrowej pracującej w oparciu o rozszczepienie. Niemcy zakończyły tamten etap energetyki atomowej w kwietniu 2023 roku i teraz inwestują w rozwój energii z fuzji.
W październiku 2025 roku rząd kanclerza Friedricha Merza przedstawił plan działań (źródło w Angielski) wspierających i przyspieszających rozwój technologii syntezy jądrowej. Zgodnie z tym dokumentem rząd federalny przeznaczy do 2029 roku ponad 2 mld euro (źródło w Angielski) na budowę elektrowni fuzyjnej.
Choć Proxima Fusion nie powstała w Niemczech z myślą o tych planach, Sciortino uważa, że tamtejsze władze dobrze rozumieją szanse związane z energią z fuzji.
„W Niemczech ta świadomość rośnie znacznie szybciej, niż się spodziewaliśmy” – ocenia.
Jego zdaniem „fuzja stwarza dla Europy większą niż dla jakiegokolwiek innego kontynentu, spektakularną szansę gospodarczą – właśnie dlatego, że potrzebujemy suwerenności energetycznej, nie mamy własnych surowców, nie produkujemy paneli fotowoltaicznych, a energetyka wiatrowa nie wygląda aż tak dobrze z punktu widzenia opłacalności”.
Głosy większego sceptycyzmu
Mimo entuzjazmu wokół energii z fuzji część ekspertów podchodzi bardziej sceptycznie do jej realnych możliwości.
W badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmie „Nature Energy” (źródło w Angielski) naukowcy przekonują, że przyszłe koszty budowy elektrowni fuzyjnych są bardzo niepewne, a tempo uczenia się tej technologii jest przeszacowane.
Tempo uczenia się technologii, wyrażone w procentach, pokazuje, o ile spada jej koszt za każdym razem, gdy skala zastosowania podwaja się.
„Technologia o wysokim tempie uczenia się tanieje szybciej wraz ze wzrostem produkcji, natomiast przy niskim tempie uczenia się koszty pozostają względnie stabilne, nawet przy bardzo szerokim zastosowaniu” – wyjaśnia w rozmowie z Euronews Next Lingxi Tang, współautor publikacji i doktorant na ETH w Zurychu.
Wcześniejsze analizy zakładały, że elektrownie fuzyjne mogą osiągnąć tempo uczenia się na poziomie 8–20 proc. Jednak badanie Tang i jego współpracowników sugeruje, że wskaźniki te będą raczej niższe, rzędu 2–8 proc.
Zdaniem Tanga tak duża różnica wynika z braku solidnego uzasadnienia w części wcześniejszych analiz oraz z możliwego zjawiska, które nazywa „optymizmem poznawczym” (optimism bias). „Zwłaszcza w środowisku prywatnych inwestorów łatwo o takie zniekształcenie – skłonność do myślenia w kategoriach zbyt optymistycznych scenariuszy” – dodaje.