Kan fusionsenergi redde verden?

Vi har et problem. Temperaturen stiger, og klimaet forandrer sig uhyggeligt hurtigt.

Vi har selv skabt problemet ved at afbrænde enorme mængder fossile brændstoffer – kul, olie og naturgas hentet op fra undergrunden – og nu er spørgsmålet, om vi også formår at løse problemet, før klimaet går fuldstændig i selvsving.

Her gælder det om at erstatte de CO₂-forurenende brændstoffer med energikilder, som ikke udleder CO₂. Udviklingen går stærkt inden for sol- og vindenergi, men nogle forskere ser endnu større potentiale i kraftværker, som bruger samme energikilde som Solen, nemlig fusion.

»Jeg er helt klart af den overbevisning, at fusionskraft kan redde verden,« siger Stefan Kragh Nielsen, der er seniorforsker på Institut for Fysik på Danmarks Tekniske Universitet (DTU Fysik), til Videnskab.dk.

Han forsker i plasmafysik og fusionsenergi.

DTU har en fusionsreaktor i kælderen

Inden for kernefysik betyder fusion, at to lette atomkerner smelter sammen til en tungere. I den forbindelse frigives energi, og det er den energi, som forskerne vil forsøge at tøjle og udnytte til elproduktion. Det er endnu ikke lykkedes, men der arbejdes på sagen – også i Danmark.

LÆS OGSÅ: 11 spørgsmål og svar om fusionsenergi

DTU Fysik har netop indviet en forsøgsreaktor – en såkaldt tokamak – der skal bruges til fusionsforskning. Den er udlånt på ubestemt tid fra det britiske firma Tokamak Energy, som forsøger at udvikle kompakte fusionsreaktorer, der kan producere billig og miljøvenlig energi.

»Nu kan vi lave eksperimenter nede i vores egen kælder, og vi kan uddanne studerende på et helt andet niveau, end vi kunne tidligere,« fortæller Stefan Kragh Nielsen.

Hvis fusionsenergi skal udgøre en vigtig brik i fremtidens energisystem, skal der uddannes eksperter på feltet, og det bliver nemmere at gøre i Danmark, nu hvor vi har en tokamak på dansk grund.

Og Stefan Kragh Nielsen er ikke i tvivl om, at fusionskraft bliver en gamechanger: »Når et optimalt funktionelt kraftværk er designet, har vi løst vores energiproblemer.«

Kræver opvarmning til millioner af grader

Desværre er det ikke så nemt at få atomkerner til at smelte sammen under kontrollerede forhold. De frastøder nemlig hinanden, og hvis de skal bringes i nærkontakt, skal de have godt med fart på.

Man sætter skub i de lette atomkerner ved at varme dem op til ekstremt høje temperaturer, helt op i omegnen af 100 millioner grader. Ved så høje temperaturer eksisterer stof i en tilstandsform, der kaldes plasma, hvor atomkerner og elektroner flyder rundt mellem hinanden. Udfordringen er nu at holde styr på dette ufattelig varme plasma ved hjælp af stærke magnetfelter.

Det er ikke ligetil at bygge en fusionsreaktor, der kan producere mere energi, end man bruger på at opvarme plasmaet. I øjeblikket har den europæiske forsøgsreaktor JET rekorden for fusionsenergi, for den har produceret en effekt på 16 megawatt. Her blev der brugt 24 megawatt på at opvarme plasmaet, så der er et stykke vej endnu, før det bliver en overskudsforretning.

LÆS OGSÅ: Kan atomkraft redde verden?

Stort fusionsforsøg under opbygning

Det langt større, internationale fusionskraftværk ITER, der er ved at blive bygget i Frankrig, skal producere 10 gange mere energi, end det forbruger, og så begynder det at ligne noget.

Du kan læse meget mere om fysikken bag fusionsenergi, ITER- projektet og de øvrige forsøg på at udvikle fusionsteknologier i artiklen 'Fuld fart på forskningen i fusionskraft'.

Men også ITER er blot en forsøgsreaktor, der skal bane vejen for de rigtige kraftværker, som skal tilsluttes elnettet. De er sandsynligvis først klar engang i 2050'erne, og spørgsmålet er, om det overhovedet er besværet værd, når vi skal vente så længe.

Er der brug for fusionskraft?

Blandt energiforskere er der delte meninger om, hvorvidt vi skal satse på fusionskraft.

Henrik Wenzel forsker i energisystemer ved Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi på Syddansk Universitet, og han ser ikke noget behov for fusionsenergi:

»Fusionskraft er blot en måde at lave el og varme på, og det kan vi allerede i dag med sol og vind – endda billigere end med fossile brændsler, og prisen er stadigt faldende. Det er ikke rigtigt, at fusionsenergi kan redde verden. Hvad el- og varmefremstilling angår, HAR vi allerede reddet verden,« siger han til Videnskab.dk og fortsætter:

»Det, vi mangler for at 'redde verden,' er klimavenlige brændstoffer til de ting, der ikke kan køre på el. Fusionsenergi er selvfølgelig klimavenligt, og det kunne måske være interessant at få fusionskraftværker til at stå og producere miljøvenlige brændstoffer, som vi kan bruge til transportmidler som fly og skibe, eller til el-produktion, når solen ikke skinner, eller det er vindstille.«

»Men nøjagtigt det samme kan vi også i dag med vindkraft og solcelle-el, som konverteres til brændstoffer. Så fusionsenergi vil ikke bidrage med noget ekstra, og vil ikke løse udfordringen med fremstilling af brændstoffer på en måde, vi ikke allerede kan.«

LÆS OGSÅ: Så billigt er det at få Danmark til at køre på kun grøn energi

»Kraftigt brug for fusionsenergi«

Så det store spørgsmål er, om fusion har en plads til fremtidens energiforsyning, eller om teknologien er for sent på den og måske oven i købet viser sig at være for dyr, når det kommer til stykket.

Det har Stefan Kragh Nielsen en klar holdning til:

»Hvis du spørger mig, om der er brug for fusionskraft, vil svaret være et klart ja. Man kan simpelthen ikke basere energiproduktion på enkelte, varierende kilder, så hvis vi skal af med kul og a-kraft, så er der kraftigt brug for fusionsenergi. Også om 20 år.«

Det er altså endnu for tidligt at sige, hvor stor en rolle fusionsenergi vil få i kampen mod den globale opvarmning.

Men forskerne arbejder ufortrødent videre med teknologier, der potentielt kan give rigeligt med klimavenlig energi til kommende generationer.

LÆS OGSÅ: Thorium: Fremtidens atomkraft?

LÆS OGSÅ: Forskere: Millioner af landvindmøller i Europa kunne skabe mere strøm, end hele verden bruger

LÆS OGSÅ: Forskere: 5 grunde til, at ny teknologi næppe vil løse klimaproblemerne