Fúzne elektrárne: Inšpirácia zo slnka na napájanie našej planéty

• Autor:
• meno autora

  Predvídavosť Quantumrun
• Januára 3, 2022

Súhrn prehľadu

Energia jadrovej syntézy, udržateľný a takmer neobmedzený zdroj energie, má potenciál transformovať globálnu energetickú krajinu. Ako toto odvetvie dospieva, očakáva sa, že vytvorí milióny pracovných miest na celom svete, podnieti inovácie v rôznych oblastiach a poskytne podnikom spoľahlivý zdroj energie, čím sa zníži ich závislosť od tradičných zdrojov energie. Nástup energie jadrovej syntézy by tiež mohol viesť k významným geopolitickým posunom, zlepšiť životnú úroveň v nerozvinutých regiónoch a prispieť k boju proti klimatickým zmenám tým, že ponúkne nízkouhlíkové energetické riešenie.

Kontext fúznych elektrární

Energia jadrovej syntézy sľubuje, že ponúkne čistú, nepretržitú elektrinu, ktorá poskytne základ pre variabilnejšie obnoviteľné zdroje energie, ako je veterná a solárna energia. Energia jadrovej syntézy má navyše veľký potenciál ako zdroj takmer neobmedzenej a nízkouhlíkovej energie, čo z nej robí udržateľný zdroj energie vo svete, ktorému pomaly dochádzajú fosílne palivá, ako je uhlie a zemný plyn. Fúzia je jadrový proces, pri ktorom sa dve alebo viac atómových jadier spoja, aby vytvorili nové jadrá a často subatomárne častice. Jadrová sila (ktorá udržuje protóny a neutróny neporušené v jadre) interaguje s Coulombovou silou, čo spôsobuje odpudzovanie medzi kladne nabitými protónmi, pričom spája ľahké prvky a produkuje energiu.

Väčšina významných fyzikálnych problémov súvisiacich s fúziou bola vyriešená v dôsledku desaťročí vedeckého vývoja v USA a iných krajinách. Podobne sa v južnom Francúzsku stavia prvý reaktor schopný dosiahnuť „spálenie“ (samoudržateľná fúzia), pričom prevádzka sa má začať neskôr v roku 2020. Tento reaktor sa nazýva ITER (lat. „cesta“) a ide o najrozsiahlejší experiment s fúznym reaktorom na svete.

ITER je významná nadnárodná spolupráca a jej cieľom je dosiahnuť trvalo udržateľnú fúziu pomocou tokamaku, kovového kontajnera v tvare šišky obklopeného masívnymi supravodivými magnetmi. Existuje množstvo menších projektov zo súkromného sektora, ktoré tiež sledujú prelomy v technológii jadrovej syntézy. Aktuálne (2021) časové harmonogramy predpovedajú prelomy s funkčným overením koncepcie do 2030. rokov 2050. storočia a rozsiahlu medzinárodnú výstavbu fúznych elektrární do XNUMX. rokov XNUMX. storočia.

Rušivý vplyv 

Ako priemysel jadrovej syntézy dospieva, môže vytvárať nové pracovné miesta, nielen pri výstavbe a prevádzke samotných elektrární, ale aj v pridružených sektoroch, ako je výroba, logistika a údržba. Tento nový priemysel bude tiež stimulovať inovácie v oblasti vedy o materiáloch, inžinierstva a robotiky, keďže tieto technológie budú kľúčové pre výstavbu a prevádzku fúznych elektrární. Okrem toho by rozvoj energie z jadrovej syntézy mohol viesť aj k vytvoreniu nových vzdelávacích programov a možností odbornej prípravy, ktoré by pripravili pracovnú silu budúcnosti pre tento vznikajúci sektor.

Spoločnosti zapojené do výstavby fúznych závodov môžu ťažiť z významných investícií a rastu, zatiaľ čo tie, ktoré vyrábajú komponenty fúznych závodov, môžu zaznamenať prudký nárast dopytu po ich produktoch. Okrem toho by energia vyrobená fúznymi elektrárňami mohla poskytnúť podnikom spoľahlivý a nákladovo efektívny zdroj energie, čím by sa znížila ich závislosť od tradičných zdrojov energie a potenciálne by sa znížili ich prevádzkové náklady. Tento posun by mohol byť výhodný najmä pre energeticky náročné odvetvia, ako sú výroba a dátové centrá.

Vlády možno budú musieť vypracovať nové nariadenia a bezpečnostné normy pre výstavbu a prevádzku fúznych elektrární. Môžu tiež investovať do infraštruktúry na podporu odvetvia jadrovej syntézy, ako sú energetické siete schopné spracovať energiu vyrobenú v elektrárňach jadrovej syntézy. Okrem toho by nástup energie z jadrovej syntézy mohol ovplyvniť aj zahraničnú politiku, keďže krajiny so schopnosťami výroby energie z jadrovej syntézy by sa mohli stať exportérmi energie, čím by sa zmenila globálna energetická dynamika.

Dôsledky fúznych elektrární

Širšie dôsledky fúznej energie môžu zahŕňať: 

• Milióny pracovných miest na celom svete počas niekoľko desaťročí výstavby fúznych elektrární a ich údržby po uvedení do prevádzky.
• Takmer nekonečný zdroj energie s nízkym obsahom uhlíka, ktorý uľahčuje priemyselným odvetviam adaptáciu vo svete, kde sa globálne otepľovanie stáva významnou hrozbou. 
• Ekonomicky poháňané zariadenia na ťažbu uhlíka na celom svete, ktoré sťahujú uhlík z atmosféry v snahe spomaliť účinky zmeny klímy. 
• Narušenie väčšiny existujúcich foriem výroby elektriny na svete. 
• Výrazné zníženie energetickej chudoby, zlepšenie životnej úrovne a stimulácia hospodárskeho rastu v zaostalých regiónoch.
• Krajiny so schopnosťami jadrovej syntézy získavajú významný vplyv na globálnej scéne, čo vedie k novým alianciám a dynamike moci.
• Regióny s fúznymi elektrárňami, ktoré zaznamenávajú rast populácie v dôsledku zvýšených pracovných príležitostí a zlepšených životných podmienok.
• Inovácie v oblasti vedy o materiáloch, robotiky a umelej inteligencie vedú k objavom, ktoré by mohli byť prínosom pre iné odvetvia hospodárstva.

Otázky na zváženie

• Myslíte si, že bude ekonomicky realizovateľné nahradiť existujúce elektrárne fúznymi elektrárňami?
• Aké bezpečnostné riziká podľa vás vzniknú v dôsledku prijatia energie jadrovej syntézy?