Článek
Spolkové ministerstvo pro vědu a výzkum oznámilo první detaily toho, jak má program vypadat. Na německém území mají se státní pomocí vzniknout tři velká střediska, která by se fúzní energetikou zabývala. Výběr prvního takového místa prý nemá trvat dlouho – ministerstvo ho chce stihnout už do půl roku.
„To je na každý pád hodně těsný harmonogram. Ale ten se samozřejmě hodí,“ cituje deník Handelblatt nejmenovaného manažera, který už v branži působí. V Německu jsou hned čtyři různé firmy, které se snaží vyvinout fúzní reaktor. Doteď se musely spoléhat hlavně na soukromé investory.
Fúzní energetika může působit lákavě – teoreticky slibuje v podstatě nevyčerpatelné zdroje čisté energie. Princip je založený na procesech, které se odehrávají na hvězdách. Vědci se je snaží napodobit a před několika roky s tím v laboratorních podmínkách nakrátko uspěli.
Teď potřebují dosáhnout toho, aby byl proces štěpení v reaktoru trvalý a vyplatil se také ekonomicky. Tedy aby vygeneroval dostatečný násobek energie, která se do něj vloží.
Pokud vědci uspějí, pak by se ve fúzní energetice mohla zpracovat i část jaderného odpadu. Její uvedení do praxe je ale pořád nejisté a vývoj si žádá další investice.
Na rozvoji technologií se pracuje prakticky všude – Spojené státy podporují slibné start-upy, Čína sází na řízený program a v rámci EU jsou do výzkumu zapojené i týmy z Česka.
Německo se od jaderné energie před lety nadobro odvrátilo a neplánuje ani opětovné spuštění dosud stojících reaktorů. Jejich dalšímu provozu brání nejen politika, ale i čistě byznysové zájmy. Majitelé by do těchto zařízení museli ve velkém investovat, aby je mohli vrátit zpátky do hry. A ani při nezávazných diskuzích se k tomu nikdo z nich neměl.
Jinak je tomu u fúzní energetiky. S jejím rozvojem už německým vědcům pomáhají ať už RWE, Siemens Energy anebo výrobce pokročilých materiálů Schott. Teď se k nim chce přidat i stát.
Hledá se vhodné místo
Německo podpoří rozvoj tří inovačních center. Každé bude mít jiný úkol. Dvě z nich budou pracovat na dvou různých řešeních, jak fúze dosáhnout. Jedno funguje na principu magnetů, druhé využívá lasery. Další centrum se pak má věnovat vývoji materiálů a palivového cyklu.
Ministerstvo chce o první z těchto lokací rozhodnout ideálně už v prvních šesti měsících tohoto roku. Má ale několik podmínek. V první řadě nechce, aby nové areály z většiny dotoval stát. Na podporu dosáhnou jen projekty, které se opírají o velké soukromé investory.
Tento požadavek mezi zainteresovanými firmami sklízí pozitivní reakce, protože vláda cílí vyloženě na perspektivní cesty vývoje. Každá lokace by mohla od státu dostat v přepočtu asi 730 milionů korun s tím, že se částka může výhledově i navýšit.
„Ta inovační centra by neměla sloužit k dotování zavedených aktérů ani stávajících technologií. Spíš je chápeme jako takový německý program Apollo pro fúzní energii,“ řekl Handelsblattu Jakob Fiedler ze společnosti Proxima Fusion. Narážel tím na někdejší propojení amerického státu a firem při vyslání člověka na Měsíc.
Jak dosáhnout fúze
Princip slučování atomových jader, tedy jaderné fúze, není komplikovaný: v reaktoru dochází ke sloučení dvou jader atomů do jednoho jádra těžšího atomu. V praxi jde však o velmi složitý problém, protože slučování jader lze částečně přirovnat ke snaze přiblížit dva magnety stejnými póly k sobě.
Dvě jádra s kladným nábojem se odpuzují a až po překonání odpudivé síly a vzájemném přiblížení jader na velmi malou vzdálenost převládne přitažlivá síla a jádra se mohou sloučit na jádro těžší (např. jádro helia) za produkce velkého množství energie.
Aby bylo možné této reakce dosáhnout, je nutné hmotu zahřát na extrémní teploty, kde se přemění na tzv. plazma. Na Slunci pomáhá horké plazma držet gravitační síla, která zajišťuje vhodnou kombinaci extrémní hustoty (fúze probíhá v jeho středu, ne u povrchu) a vysokých teplot, tj. energie samotných jader.
Na Zemi nelze využít k tomuto účelu gravitační sílu, a tak se využívá pro udržení a izolaci plazmatu silné magnetické pole, které však nedokáže zajistit tak vysoké hustoty, jako centrum Slunce. Dnes nejdostupnější možností, jak fúze dosáhnout v našich podmínkách, je sáhnout po jiné fúzní reakci než na Slunci (tedy konkrétně po reakci deuteria a tritia) a zvýšit reakční teplotu. Ve stavěném tokamaku ITER má teplota plazmatu dosahovat až 150 milionů stupňů, což je desetinásobek hodnoty ve středu Slunce.
Centra mají sdružovat celou řadu firem, které budou pracovat na společném cíli. Spolkové ministerstvo pro vědu a výzkum zdůrazňuje, že někteří hráči mohou být do tamních prací zapojení i na dálku. Tím by usnadnilo rozhodování třeba i větším firmám, které by se na projektech mohly podílet přímo ze svých centrál.
Výběr možných lokací pro centra může vycházet i ze studie Technické univerzity v Mnichově, která na objednávku firmy Gauss Fusion vypracovala příslušnou analýzu.
V Německu už nezávisle na chystaném programu vzniká inovační středisko jižně od Frankfurtu nad Mohanem, konkrétně v bývalé jaderné elektrárně u obce Biblis. Práce na fúzním reaktoru tam podporuje nejen majitel areálu, tedy koncern RWE, ale i regionální vláda Hesenska. Na rozvoj místa přispěla v přepočtu asi půlmiliardou korun.
Podle mnichovské Technické univerzity se firmám zaměřeným na fúzní energii vyplatí, když využijí areály uzavřených elektráren. Ať už jaderných, anebo uhelných. Mezi vytipovanými oblastmi jsou i regiony blízko Česka, například okolí saského Lipska anebo v povodí Dunaje po proudu z Regensburgu.
Vývoj fúzního reaktoru s sebou ale pořád nese nejistoty – stále není jisté, že by se využití tohoto zdroje mohlo v dohledné době převést do praxe.
A podle mnohých si na opravdový průlom v této oblasti lidstvo ještě počká. Fyzik Steven Koonin v komentáři pro Wall Street Journal napsal, že by to mohlo zabrat ještě 15 až 20 let. Díky navyšování investic by se ale vývoj mohl výrazně urychlit.
Technologie se prý skutečně vyplatí až v momentě, kdy budou fúzní reaktory vyrábět 20- až 60násobek vynaložené energie. Koonin vzkázal, že tento cíl považuje za dosažitelný.
