Lytt til artikkelen:

Energi

Per Anders Todal

peranders@dagogtid.no

Gjennom nærare hundre år har kjernefysikarar drøymt om ei kraftforsyning bygd på atomfusjon. Om dette lukkast i ein kommersiell målestokk, kan det løyse energiproblemet ein gong for alle. Og om kostnaden blir overkomeleg, kan det føre til kolossale kutt i klimagassutsleppa.

Strevet etter å utnytte energien i atomfusjon har vore likna med jakta på den heilage gralen og med dei fåfengde forsøka til alkymistane på å lage gull av gråstein. Men ulikt alkymien er mekanismane i atomfusjon velkjende. Problemet er å få til denne prosessen i kontinuerleg drift og i stor skala, på eit vis som frigjer meir energi enn kraftverket får tilført.

Heilt sidan 1950-åra har det blitt hevda frå forskarhald at eit fusjonskraftverk er berre 30 år unna. Men dei siste åra har satsinga på fusjonsenergi vakse monaleg, og til og med tradisjonelle oljeselskap som Equinor (dei kallar seg energiselskap no) har putta pengar på utvikling av fusjonskraftverk.

Historia tilseier at ein skal vere varsam med å tru på fusjonsoptimistane. Er det annleis denne gongen?

Mange fordelar

Først litt om sjølve mekanismen: Som namnet tilseier, er atomfusjon det motsette av atomfisjon, som ligg til grunn for konvensjonelle atomkraftverk. I dei kraftverka er det spalting av uran­atomet som frigjer energi. I eit fusjonskraftverk er det saman­smelting av hydrogenisotopar til helium som skal vere kraftkjelda. Den prosessen har store fordelar samanlikna med dei konvensjonelle atomkraftverka: Råstoffet til eit fusjonskraftverk er ikkje kostbar uran, men hydrogen, eit grunnstoff som finst i rikelege mengder på jorda. (Strengt teke er det hydrogenisotopane deuterium og tritium som blir nytta, men råstoffet er uansett ikkje noko problem.)

Fusjonskraftverk skaper ikkje farleg avfall som må lagrast i bunkerar i berget i tusenvis av år. Til liks med vanlege atomkraftverk vil ikkje fusjonskraftverk føre til klimagassutslepp, dei vil ikkje gje helsefarlege partikkelutslepp slik kolkraftverka gjer, dei skadar ikkje vassdrag slik vasskrafta gjer, dei vil ikkje vere arealkrevjande slik vindkraftverk og solkraftverk i stor skala er, og dei kan gje jamn produksjon, ulikt sol og vind.

Så kan ein spørje seg: Med så mange fordelar, kvifor er ikkje slike kraftverk bygde for lengst? Kort fortalt: Fordi det er så forferdeleg vanskeleg.

Ekstrem varme

Ein kunne tru atomfusjon var enkelt, for rundt i universet har denne mekanismen fungert i milliardar av år. Strengt teke er fusjonsenergi eit fundament for alt liv vi kjenner til. Sola kan kallast eit kolossalt fusjonskraftverk, der hydrogenkjernar stadig blir omdanna til helium i ein prosess som går og går av seg sjølv, til glede for oss som lever på ein planet med passeleg avstand til sola.

Oppdaginga er gammal: Det er hundre år sidan den britiske fysikaren Arthur Stanley Eddington foreslo at fusjon av hydrogenatom var opphav til varmen frå sola. Alt i 1930-åra lukkast forskarar med å demonstrere fusjon i laboratoriet, og den første amerikanske hydrogenbomba vart detonert ved Marshall-øyane i 1952.

Men det er ikkje så lett å imitere ei stjerne i eit kraftverk. Fordi sola er så kolossalt stor, har ho òg ein svært sterk gravitasjon, og det gjer at fusjon kan skje ved lågare temperaturar enn på jorda. Det er sjølvsagt særs heitt på sola òg, men på planeten vår må ein få temperaturen opp i meir enn 100 millionar gradar inne i reaktoren for å få i gang ein fusjonsprosess. Forsøk har for lengst vist at det er mogleg å starte fusjon ved å varme opp hydrogen med elektromagnetiske bølgjer. Men éin ting er å starte prosessen, noko anna er å halde fusjonen gåande utan at den ekstreme varmen gjer skade på veggene rundt.

Klimaet

Men trass i dei enorme tekniske utfordringane, og trass i at forskaroptimismen har vist seg å vere overdriven gjennom mange tiår, har altså interessa for fusjonsenergi teke seg opp dei siste åra. Ein openberr grunn til det er at trugsmålet frå klimaendringane har kome stadig høgare på dagsordenen. Klimapanelet til FN har peika på ei rask og stor utbygging av atomkraft som eit naudsynt middel for å kunne halde den globale oppvarminga under 1,5 gradar. Men rundt i verda er det stor skepsis til konvensjonell atomkraft, og Fukushima-ulukka i 2011 førte til ein bråbrems i satsinga på denne typen kraftproduksjon.

Dermed har fusjonenergi tiltrekt seg ny interesse og meir pengar. Og det er særleg to forskingsprosjekt som er verde å sjå nærare på. Det klart største av dei er ITER-prosjektet, eit internasjonalt samarbeid i uvanleg stor skala, som har opphav i avspenninga mellom USA og Sovjetunionen. I 1985 foreslo Mikhail Gorbatsjov for Ronald Reagan at dei to supermaktene skulle samarbeide om å utvikle fusjonsenergi til beste for heile menneskeætta. Trass i gjensidig skepsis og frykt for atomspionasje voks det fram eit samarbeid som vart til ITER. (Initialane stod opphavleg for International Thermonuclear Experimental Reactor, men fordi ordet termonukleær gav uheldige assosiasjonar, viser namnet no til det latinske ordet for framover.) I dag er dette eit samarbeid mellom USA, EU, Russland, Kina, India, Japan og Sør-Korea. Storparten av menneska på jorda er slik sett representert i denne organisasjonen.

Verdas dyraste

Forsøksreaktoren til ITER har vore undervegs i Saint-Paul-lès-Durance i Provence i Frankrike lenge. Grunnarbeidet byrja i 2007, og bygginga av sjølve reaktoren tok til i 2013. Anlegget er ein såkalla tokamakreaktor, ein smultringforma konstruksjon som er kjent frå mange tidlegare forsøksanlegg. Prinsippet vart oppfunne av sovjetiske forskarar i 1950-åra, mellom dei den seinare dissidenten Andrej Sakharov.

Den komande reaktoren i Frankrike er mykje større enn forgjengarane, og dette er kostbare saker: ITER er rekna som det dyraste forskingsprosjektet nokon gong. Kor dyrt det er, er omdiskutert. Den offisielle prislappen for levetida til prosjektet er på 220 milliardar kroner, men energidepartementet i USA meiner kostnaden vil bli kring 570 milliardar. Det kan verke som mykje pengar for lite: Forsøksreaktoren skal ikkje eingong produsere straum, målet er ganske enkelt å få meir energi ut av fusjonsprosessen enn det krev å setje han i gang. Ved å bruke 300 megawatt med straum skal ITER-reaktoren produsere kring 500 megawatt med varme i opptil 1000 sekund – og det er ikkje venta å skje før i 2035. På sikt er målet å få ti gonger så mykje energi ut som det går med til å varme opp plasmaet.

Og her er det prinsippet som er viktig. Om ITER-prosjektet lukkast, kan det vere eit stort steg mot å løyse energiproblemet for menneskeætta.

Snarveg

Men det finst fleire satsingar på fusjonskrafverk rundt i verda, i mindre skala og med ein raskare tidsplan enn ITER. Det amerikanske selskapet Commonwealth Fusion Systems (CFS) har tiltrekt seg ein god del merksemd og pengar det siste året. Selskapet spring ut av eit forskingsmiljø ved Massachusetts Institute of Technology og har som mål å lage ein kompakt forsøksreaktor som er klar til testing innan 2025. Håpet er at denne skal kunne gje ti gonger så mykje energi som det blir putta inn. Og blant investorane i selskapet er ikkje berre kjende kaksar som Bill Gates og Michael Bloomberg, men òg norske Equinor, som deltok i ein aksjeemisjon i CFS i vår.

Frå olje til fusjon

Equinor vil ikkje oppgje kor mykje som vart investert, men har i alle fall sikra seg ein observatørplass i styret til CFS. Det kan verke som ei rar prioritering. At Equinor satsar på havvind, gjev meining ut frå offshorekompetansen deira, men fusjonsenergi er det neppe nokon i Equinor som har ekspertise på. Men Equinor vil breie ut vengjene sine, går det fram av e-postsvaret som Dag og Tid får frå pressetalsmann Fredrik Jebsen Bråten.

«Fusjonsenergi er et spennende område og en mulig fremtidig energikilde. Vi har foretatt denne investeringen for å øke vår kompetanse på dette området og for å bidra til en spennende teknologiutvikling. Equinor Ventures har foretatt investeringer i flere selskaper som jobber med radikale innovasjoner innenfor mange ulike områder», skriv Bråten.

Equinor er ikkje det einaste oljeselskapet som ser seg rundt etter nye energikjelder. Det italienske oljeselskapet Eni er ein av dei største investorane i reaktorprosjektet til CFS. Chevron har putta pengar på eit Seattle-basert selskap kalla Zap Energy, som òg vil utvikle ein fusjonsreaktor.

Kapitalen ser i det heile ut til å sitje ganske laust når det gjeld fusjonsenergi for tida. Rundt i verda er det ei rekkje mindre selskap som planlegg forsøksreaktorar, og blant investorane er storselskap som Alphabet (morselskapet til Google) og Amazon-sjef Jeff Bezos.

Mange planar

Også statane som er med i det store ITER-prosjektet, har valt å satse på sine eigne hestar i tillegg, og nyhenda kjem nokså tett. Til dømes starta Kina opp ein ny tokamakreaktor 4. desember. På tysdag denne veka la amerikanske fusjonsforskarar fram ein tiårsplan som skal føre fram mot ein fusjonsreaktor som kan levere straum alt i 2040-åra. Storbritannia vil byrje å byggje ein ny fusjonsreaktor kring 2030 og håpar å få han i drift innan 2040, til ein kostnad på over 20 milliardar kroner. Og så vidare.

Om nokon av dei mange forsøka med fusjonsenergi kjem til å munne ut i eit fungerande kraftverk som leverer straum, er uvisst. Dei tidlegare anslaga for kor lang tid utviklinga av teknologien vil ta, kan gje grunn til ein viss skepsis.

Men om menneska ikkje lukkast med å lage si eiga vesle sol i løpet av dei neste tiåra, blir det neppe på grunn av pengemangel.