Onko maailmassa toimivia, energiaa sähköverkkoon tuottavia fuusiovoimaloita 2040-luvulla tai ehkä jopa vähän aiemmin? Todennäköisesti on – näin uskoo joukko fuusioenergia-alan asiantuntijoita, jotka kokoontuivat maanantaina Helsinkiin keskustelemaan fuusioenergian tulevaisuudesta.
Tilaisuuden järjestivät suomalainen energiayhtiö St1 sekä ruotsalainen fuusioreaktoria kehittävä startup-yhtiö Novatron Fusion Group (NFG). Samaan aikaan julkaistiin myös NFG:n VTT:ltä tilaama selvitys, jossa VTT arvioi mahdollisia sopivia sijoituspaikkoja fuusioreaktorin pilottilaitokselle Pohjoismaissa. Selvityksen mukaan yksi tällainen voisi olla Helsingin seudulla. St1 on Novatronin yksi rahoittaja ja teollinen kumppani Suomessa.
”Vitsin, jonka mukaan fuusioenergian toteutumiseen on aina 40 vuotta, voisi jo unohtaa”, sanoi tilaisuudessa puhunut Olga Bakardzhieva, joka edusti alan yritysten etujärjestöä (Fusion Industry Association).
Moni vitsin kuullut tai kertonut voi ajatella esimerkiksi Iter-hanketta Etelä-Ranskan Cadarachessa. Fuusioenergian suurta koelaitosta on tehty jo vuodesta 2008 lähtien, mutta Euroopan maiden, Kiinan, Intian, Japanin, Etelä-Korean, Venäjän ja Yhdysvaltain yhteishanke on kertonut myöhästymisistä kerta toisensa jälkeen.
Maanantaina Iter-hanke mainittiin vain pari kertaa ohimennen. Fuusiovoimaan sijoittava pääomasijoittaja Matt Trevithick arvioi, ettei Iter voi olla relevantti, kun sitä vertaa edistyneimpään kaupalliseen hankkeeseen. Se on Trevithickin mukaan amerikkalaisyritys Commonwealth Fusion Systemsin kehitteillä oleva reaktori, jonka tekniikka on syntynyt MIT-korkeakoulussa. Startup-yhtiö uskoo voivansa tuottaa fuusiolla energiaa sähköverkkoon jo 2030-luvun alkuvuosina. Yhtiöön ovat sijoittaneet esimerkiksi Google ja italialainen energiayhtiö Eni.
Olga Bakardzhievan mukaan viime vuosien teknologiset edistysaskeleet sekä se, että myös yksityinen raha on kiinnostunut fuusiovoimasta takaa, että nyt alalla alkaa tapahtumaan, ja paljon nopeammin kuin ennen.
Järjestön mukaan maailmassa on jo noin 53 yksityistä yritystä, jotka kehittävät fuusiovoimaan liittyvää tekniikkaa. Suurin osa yrityksistä on Yhdysvalloissa. Kiina, Japani ja Etelä-Korea panostavat myös paljon fuusiovoimaan, Euroopassa Saksa ja Iso-Britannia. Useimmiten startup-yhtiöiden teknologinen ydin on syntynyt korkeakoulujen tutkimuksesta. Yritystoiminnassa sijoittajina ja kumppaneina on suuria, perinteisiä energiayhtiöitä, jotka haluavat varmistaa, että ne ovat mukana vallankumouksellisen energiateknologian kehityksessä.
Novatron Fusion Group on pohjoismainen poikkeus. Ruotsalaisyhtiö sanoo ratkaisseensa fuusioreaktorissaan niihin liittyvän olennaisen ongelman: miten reaktorin vetyplasma pidetään vakaana. NFG:n ensimmäinen fuusioratkaisun laboratoriomittakaavan prototyyppi reaktorista valmistui joulukuussa 2024 Tukholmaan kuninkaallisen teknillisen korkeakoulun tiloihin. Sitä seuraa toinen, suurempi koereaktori. Kolmas eli varsinainen pilottilaitos voisi valmistua joskus 2030-luvulla, arvioi Novatron Fusionin toimitusjohtaja Peter Roos. Se voi tuottaa energiaa, mutta myös esimerkiksi syöpähoitoihin tarvittavia radioaktiivisia isotooppeja.
Fuusioreaktorissa vetyatomien ytimiä pakotetaan fuusioitumaan korkeassa lämpötilassa, jolloin muodostuu heliumia ja vapautuu paljon energiaa. Monissa kehitteillä olevissa reaktoreissa plasmamuodossa olevaa vetyä hallitaan magneettikentällä. Toisin kuin useat kehitteillä olevat fuusioreaktorit, Novatronin reaktori ei ole tokamak-reaktori, jossa plasma on donitsin muotoisessa renkaassa, vaan siinä vetyplasma on pötkönä.
Ensimmäisen käytössä olevan Novatron-prototyypin poikkileikkaus. Suunnittelu perustuu koveraan magneettikenttään, joka luo vakaan plasman, sekä kolmeen sulkutoimintoon, jotka estävät vuotoja, yhtiö kertoo.
Novatron Fusion Group
Vertailun vuoksi: tältä näyttää Ranskaan tekeillä olevan Iter-reaktorin läpileikkaus. Iter on donitsin muotoinen tokamak-reaktori.
Iter
Roosin mukaan Novatronin tekniikka on toimiva, mutta lopulta myös edullisin.
”Markkinat suosivat edullisimpia vaihtoehtoja”, Roos sanoi.
Onko ”markkinat” eli tuottoa etsivä sijoittajien raha taikasana, joka saa fuusioenergian kehityksen nopeampaan vauhtiin?
Toistaiseksi eri hankkeissa fuusioreaktion ja sen vaatiman prosessin ylläpito on vaatinut enemmän energiaa kuin mitä reaktori on tuottanut. Esimerkiksi amerikkalainen CFS rakentaa nyt laitosta, jonka pitäisi todistaa, että se kykenee nettoenergian tuotantoon.
Teknologian kehitys on siis edennyt, mutta se on vielä kesken. Vaikka startup-yhtiöt lupaavat tuloksia, ei aikatauluista ole takeita. Yritykset tarvitsevat vielä lisää aikaa ja rahaa uusiin koelaitoksiin, pilottilaitoksiin ja lopulta kaupalliseen energian tuotantoon. Nykyisten yhtiöiden määrä vähenee lähivuosien pudotuspelissä, jossa rahoitus keskittyy parhaimmille ja voittavat teknologiat erottuvat.
Toistaiseksi kukaan ei ole vielä rikastunut fuusioenergialla, totesi pääomasijoittaja Matt Trevithick. Se onkin alan yksi ongelma maailmassa, jossa parhaista aivoista kilpailevat niin tekoälyn kuin kvanttitietokoneiden kehittäjät. Jos fuusio ei kiinnosta lahjakkaita ja kunnianhimoisia, eteneminen hidastuu.
Teknologiaa ja kaupallisia reaktoreita kehittävät yrittäjät tarvitsevatkin myös yhteiskunnan tukea. ”Yksi fuusioenergian käännekohta tulee olemaan se, kun hallitukset sanovat, että ’fuusiovoiman pitää olla osa meidän energiastrategiaa’”, totesi NFG:n toimitusjohtaja Peter Roos.
Rahan lisäksi tärkeää on, miten yhteiskunta säätelee fuusioreaktoreita. Alan mukaan olennaista on, että fuusioenergian säätely olisi erillistä nykyisten ydinvoimaloiden eli fissioreaktoreiden säätelystä, koska fuusioenergian tuotantoon liittyvät säteilyriskit ovat pienet fissioon verrattuna. Fuusiovoimalassa nämä riskit koskevat lähinnä työntekijöitä ja ovat samantapaisia kuin vaikkapa sairaaloissa tai tutkimuslaitoksissa. Suomessa ydinturvallisuutta valvova Säteilyturvakeskus onkin ehdottanut hallitukselle tällaista erillistä säätelyratkaisua.
Tältä fuusiovoimala voisi näyttää. Novatron Fusion Groupin havainnekuva.
Novatron Fusion Group
Tilaa Tekniikan Maailman uutiskirjeet
Tilaa TM-uutiskirje, niin pysyt ajan tasalla autoalan, teknologian ja tieteen uutisista!