Elektrownie termojądrowe: Słońce inspiruje naszą planetę

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• 3 stycznia 2022 r.

Podsumowanie spostrzeżeń

Energia termojądrowa, zrównoważone i niemal nieograniczone źródło energii, ma potencjał przekształcenia globalnego krajobrazu energetycznego. Oczekuje się, że w miarę dojrzewania tej branży utworzy się miliony miejsc pracy na całym świecie, pobudzi innowacje w różnych dziedzinach i zapewni przedsiębiorstwom niezawodne źródło energii, zmniejszając ich zależność od tradycyjnych źródeł energii. Pojawienie się energii termojądrowej mogłoby również doprowadzić do znaczących zmian geopolitycznych, poprawić standardy życia w regionach słabo rozwiniętych i przyczynić się do walki ze zmianami klimatycznymi poprzez oferowanie rozwiązań w zakresie energii niskoemisyjnej.

Kontekst elektrowni termojądrowych

Energia termojądrowa zapewnia czystą, ciągłą energię elektryczną, która stanowić będzie podstawę dla bardziej zmiennych źródeł energii odnawialnej, takich jak energia wiatrowa i słoneczna. Ponadto energia termojądrowa ma ogromny potencjał jako źródło niemal nieograniczonej i niskoemisyjnej energii, co czyni ją zrównoważonym źródłem energii w świecie, w którym powoli wyczerpują się paliwa kopalne, takie jak węgiel i gaz ziemny. Fuzja to proces jądrowy, w którym dwa lub więcej jąder atomowych łączy się, tworząc nowe jądra i często cząstki subatomowe. Siła jądrowa (która utrzymuje protony i neutrony w jądrze w nienaruszonym stanie) oddziałuje z siłą Coulomba, powodując odpychanie między dodatnio naładowanymi protonami, jednocześnie łącząc lekkie pierwiastki i wytwarzając energię.

Większość znaczących problemów fizycznych związanych z syntezą termojądrową została rozwiązana dzięki dziesięcioleciom rozwoju naukowego w USA i innych krajach. Podobnie w południowej Francji budowany jest pierwszy reaktor zdolny do „spalania” (samopodtrzymującej syntezy jądrowej), a rozpoczęcie eksploatacji zaplanowano na późniejszą dekadę XXI wieku. Reaktor ten nosi nazwę ITER (łac. „droga”) i jest najobszerniejszym na świecie eksperymentem z reaktorem termojądrowym.

ITER to znacząca międzynarodowa współpraca, której celem jest dążenie do zrównoważonej syntezy termojądrowej za pomocą tokamaka – metalowego pojemnika w kształcie pączka otoczonego masywnymi magnesami nadprzewodzącymi. Istnieje wiele mniejszych projektów sektora prywatnego, również dążących do przełomu w technologii syntezy jądrowej. Obecne (2021) terminy przewidują przełomy z funkcjonalnym weryfikacją koncepcji do lat 2030. XX wieku i zakrojoną na szeroką skalę budowę elektrowni termojądrowych na całym świecie do lat 2050. XX wieku.

Zakłócający wpływ 

W miarę dojrzewania energetyki termojądrowej może tworzyć nowe miejsca pracy nie tylko przy budowie i obsłudze samych elektrowni, ale także w sektorach pomocniczych, takich jak produkcja, logistyka i konserwacja. Ten nowy przemysł będzie także stymulował innowacje w materiałoznawstwie, inżynierii i robotyce, ponieważ technologie te będą miały kluczowe znaczenie dla budowy i eksploatacji elektrowni termojądrowych. Co więcej, rozwój energii termojądrowej mógłby również doprowadzić do stworzenia nowych programów edukacyjnych i możliwości szkoleniowych, przygotowujących przyszłą siłę roboczą do pracy w tym powstającym sektorze.

Firmy zajmujące się budową instalacji termojądrowych mogą skorzystać na znacznych inwestycjach i wzroście, natomiast firmy produkujące komponenty do instalacji termojądrowych mogą odczuć gwałtowny wzrost popytu na swoje produkty. Co więcej, energia wytwarzana przez elektrownie termojądrowe może stanowić niezawodne i opłacalne źródło energii dla przedsiębiorstw, zmniejszając ich zależność od tradycyjnych źródeł energii i potencjalnie obniżając koszty operacyjne. Ta zmiana może być szczególnie korzystna dla branż energochłonnych, takich jak produkcja i centra danych.

Być może rządy będą musiały opracować nowe przepisy i normy bezpieczeństwa dotyczące budowy i eksploatacji elektrowni termojądrowych. Mogą również inwestować w infrastrukturę wspierającą przemysł energii termojądrowej, taką jak sieci energetyczne zdolne do obsługi energii wytwarzanej przez elektrownie termojądrowe. Co więcej, pojawienie się energii termojądrowej może również wpłynąć na politykę zagraniczną, ponieważ kraje posiadające możliwości w zakresie energii termojądrowej mogą stać się eksporterami energii, zmieniając globalną dynamikę energetyczną.

Implikacje elektrowni termojądrowych

Szersze konsekwencje energii termojądrowej mogą obejmować: 

• Miliony miejsc pracy na całym świecie podczas trwającej kilkadziesiąt lat budowy elektrowni termojądrowych i ich utrzymania po uruchomieniu.
• Prawie nieskończone, niskoemisyjne źródło energii, ułatwiające przemysłom adaptację w świecie, w którym globalne ocieplenie staje się poważnym zagrożeniem. 
• Ekonomiczne zasilanie zakładów ekstrakcji węgla na całym świecie, które pobierają węgiel z atmosfery w celu spowolnienia skutków zmiany klimatu. 
• Przerwanie większości istniejących na świecie form wytwarzania energii elektrycznej. 
• Znaczące ograniczenie ubóstwa energetycznego, poprawa standardów życia i pobudzenie wzrostu gospodarczego w regionach słabo rozwiniętych.
• Kraje posiadające możliwości w zakresie energii termojądrowej zyskują znaczący wpływ na scenie globalnej, co prowadzi do nowych sojuszy i dynamiki mocy.
• Regiony, w których znajdują się elektrownie termojądrowe, odnotowują wzrost liczby ludności ze względu na zwiększone możliwości zatrudnienia i poprawę warunków życia.
• Innowacje w materiałoznawstwie, robotyce i sztucznej inteligencji prowadzące do przełomów, które mogą przynieść korzyści innym sektorom gospodarki.

Pytania do rozważenia

• Czy uważasz, że ekonomicznie opłacalne będzie zastąpienie istniejących elektrowni elektrowniami termojądrowymi?
• Jakie zagrożenia bezpieczeństwa, Twoim zdaniem, pojawią się w wyniku przyjęcia energii syntezy jądrowej?