Sintezės jėgainės: saulės įkvėpimas mūsų planetai maitinti

• Autorius:
• autoriaus vardas

  Quantumrun Foresight
• Sausis 3, 2022

Įžvalgos santrauka

Sintezės energija, tvarus ir beveik neribotas energijos šaltinis, gali pakeisti pasaulinį energetikos kraštovaizdį. Šiai pramonės šakai bręstant tikimasi sukurti milijonus darbo vietų visame pasaulyje, paskatinti inovacijas įvairiose srityse ir suteikti patikimą energijos šaltinį verslui, sumažinant jų priklausomybę nuo tradicinių energijos šaltinių. Branduolinės sintezės energijos atsiradimas taip pat gali sukelti didelių geopolitinių pokyčių, pagerinti gyvenimo lygį neišsivysčiusiuose regionuose ir prisidėti prie kovos su klimato kaita siūlant mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančių energijos išteklių sprendimą.

Sintezės elektrinių kontekstas

Sintezės energija žada pasiūlyti švarią, nuolatinę elektrą, kuri sudarys pagrindą įvairesniems atsinaujinantiems energijos šaltiniams, tokiems kaip vėjo ir saulės energija. Be to, sintezės energija turi didelį potencialą kaip beveik neribotos ir mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios energijos šaltinis, todėl ji yra tvarus energijos šaltinis pasaulyje, kuriame pamažu senka iškastinio kuro, pvz., anglies ir gamtinių dujų, kiekis. Sintezija yra branduolinis procesas, kurio metu susilieja du ar daugiau atomų branduolių, kad susidarytų nauji branduoliai ir dažnai subatominės dalelės. Branduolinė jėga (kuri išlaiko protonus ir neutronus nepažeistus branduolyje) sąveikauja su Kulono jėga, sukeldama atstūmimą tarp teigiamai įkrautų protonų, tuo pačiu sulydant šviesos elementus ir gaminant energiją.

Dauguma reikšmingų fizikos problemų, susijusių su sinteze, buvo išspręstos dėl dešimtmečių JAV ir kitų šalių mokslinės plėtros. Taip pat Pietų Prancūzijoje statomas pirmasis reaktorius, galintis pasiekti „degimą“ (savaime išsilaikanti sintezė), o eksploataciją planuojama pradėti vėliau 2020 m. Šis reaktorius pavadintas ITER (lot. „kelias“) ir tai yra plačiausias pasaulyje branduolių sintezės reaktoriaus eksperimentas.

ITER yra reikšmingas daugianacionalinis bendradarbiavimas, kurio tikslas – tvari sintezė naudojant tokamaką – spurgos formos metalinį konteinerį, apsuptą didžiulių superlaidžių magnetų. Yra daug mažesnių privataus sektoriaus projektų, kuriais taip pat siekiama sintezės technologijų proveržių. Dabartiniai (2021 m.) terminai prognozuoja lūžius, nes 2030 m. bus sukurtas funkcinis koncepcijos įrodymas, o iki 2050 m.

Trikdantis poveikis 

Brandstant sintezės energijos pramonei gali atsirasti naujų darbo vietų ne tik pačių elektrinių statybos ir eksploatavimo srityse, bet ir pagalbiniuose sektoriuose, tokiuose kaip gamyba, logistika ir priežiūra. Ši nauja pramonė taip pat skatins naujoves medžiagų mokslo, inžinerijos ir robotikos srityse, nes šios technologijos bus labai svarbios statant ir eksploatuojant branduolių sintezės jėgaines. Be to, sintezės energijos plėtra taip pat galėtų paskatinti naujų švietimo programų ir mokymo galimybių kūrimą, ruošiant ateities darbo jėgą šiam besiformuojančiam sektoriui.

Branduolinių sintezės įrenginių statyboje dalyvaujančios įmonės gali gauti naudos iš didelių investicijų ir augimo, o sintezės įrenginių komponentus gaminančios įmonės gali pastebėti, kad jų produktų paklausa išaugs. Be to, branduolių sintezės jėgainėse pagaminta energija galėtų būti patikimas ir ekonomiškas energijos šaltinis įmonėms, sumažinant jų priklausomybę nuo tradicinių energijos šaltinių ir galbūt sumažinant jų veiklos sąnaudas. Šis pokytis gali būti ypač naudingas daug energijos vartojančioms pramonės šakoms, tokioms kaip gamyba ir duomenų centrai.

Vyriausybėms gali tekti parengti naujus sintezės elektrinių statybos ir eksploatavimo reglamentus ir saugos standartus. Jie taip pat gali investuoti į infrastruktūrą, kad paremtų sintezės energijos pramonę, pvz., į elektros tinklus, galinčius apdoroti sintezės jėgainių pagamintą energiją. Be to, branduolių sintezės energijos atsiradimas taip pat gali turėti įtakos užsienio politikai, nes šalys, turinčios branduolių sintezės energijos pajėgumų, gali tapti energijos eksportuotojomis, pakeisdamos pasaulinę energijos dinamiką.

Sintezės elektrinių pasekmės

Platesnės sintezės energijos pasekmės gali apimti: 

• Milijonai darbo vietų visame pasaulyje per kelis dešimtmečius statant branduolių sintezės jėgaines ir prižiūrint jas pradėjus veikti.
• Beveik begalinis, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantis energijos šaltinis, leidžiantis pramonės įmonėms lengviau prisitaikyti prie pasaulio, kuriame visuotinis atšilimas tampa didele grėsme. 
• Ekonomiškai veikiančios anglies gavybos gamyklos visame pasaulyje, kurios iš atmosferos ištraukia anglį, siekdamos sulėtinti klimato kaitos padarinius. 
• Sutrinka dauguma pasaulyje esamų elektros energijos gamybos formų. 
• Reikšmingas energijos nepritekliaus sumažinimas, pragyvenimo lygio gerinimas ir ekonomikos augimo skatinimas neišsivysčiusiuose regionuose.
• Branduolinės sintezės energijos pajėgumus turinčios šalys įgyja didelę įtaką pasaulinėje arenoje, vedančios į naujus aljansus ir energijos dinamiką.
• Regionuose, kuriuose yra branduolių sintezės jėgainių, gyventojų skaičius auga dėl padidėjusių darbo galimybių ir pagerėjusių gyvenimo sąlygų.
• Medžiagų mokslo, robotikos ir dirbtinio intelekto inovacijos, vedančios į proveržius, kurie gali būti naudingi kitiems ekonomikos sektoriams.

Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

• Kaip manote, ar bus ekonomiškai pagrįsta esamas elektrines pakeisti sintezės elektrinėmis?
• Kokie pavojai saugai, jūsų manymu, kils dėl sintezės energijos panaudojimo?