Estados Unidos reclama la victoria sobre la fusión nuclear, pero la viabilidad comercial está a una década de distancia

El Departamento de Energía de EE. UU. anunció el martes un gran avance en la investigación en curso sobre la fusión nuclear, que durante mucho tiempo ha sido anunciada por su potencial como fuente de energía esencialmente ilimitada de cero emisiones.

Científicos financiados con fondos federales en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California han producido más energía de la que se consumió en una reacción de fusión por primera vez. El 5 de diciembre, el equipo realizó el primer experimento de fusión controlada de la historia para lograr la ignición por fusión.

“Este avance cambiará para siempre el futuro de la energía limpia y la defensa nacional de Estados Unidos”, dijo el departamento en un tuit junto con su anuncio en vivo del avance, que se informó por primera vez durante el fin de semana.

La fusión nuclear es el proceso de fusionar dos o más átomos en uno más grande, un proceso que libera energía potencialmente utilizable en forma de calor, al igual que el sol calienta la tierra. La energía nuclear que se usa hoy en día se produce mediante un proceso diferente llamado fisión, que utiliza la energía creada por la fisión de los átomos, pero también produce desechos radiactivos que deben contenerse de manera segura.

Las plantas de energía nuclear, que utilizan la fisión nuclear, producen alrededor del 10% de la electricidad del mundo, y sus defensores han impulsado la expansión de la energía nuclear tradicional

como una parte importante de una cartera diversa de fuentes de energía alternativas.

La fusión nuclear, si se puede producir a gran escala, se ha considerado durante mucho tiempo el santo grial en la búsqueda de energía limpia y calentamiento global lento esto amplifica los desastres naturales, acidifica los océanos y causa calor y sequía extremos. Los elementos básicos son fácilmente accesibles; algunos de los que se necesitan se pueden obtener del agua de mar.

Estados Unidos y gran parte del resto del mundo desarrollado promueven una combinación de energía solar, eólica ICLN,
+1.19%,
Hidrógeno y energía nuclear tradicional para reemplazar carbón, petróleo CL00,
-0.24%
y gas natural GN00,
-1.95%
que envían al aire emisiones que calientan la atmósfera. Muchas naciones, incluido EE. UU., han dicho que sus economías deben reducir las emisiones a la mitad para 2030 y alcanzar emisiones netas cero para 2050.

Primero el Financial Times reportado Los desarrollos de fusión de Livermore el domingo.

“El último experimento es un logro único que podría conducir a un proceso eficaz para producir una alternativa sin emisiones de carbono a los combustibles fósiles. [traditional] Energía nuclear”, dijo Frank Maisano, director sénior especializado en energía del Policy Resolution Group en Washington.

Daniel Kammen, profesor de energía y sociedad en la Universidad de California, Berkeley, dijo a Associated Press que la fusión ofrece la posibilidad de combustibles “esencialmente ilimitados”, pero la tecnología aún no se ha hecho comercialmente viable.

El laboratorio de Livermore no es el único esfuerzo que trabaja hacia un avance de fusión que los científicos han estado buscando durante décadas.

En Europa a principios de este año, una gran máquina en forma de rosquilla conocida como tokamakdesarrollado por científicos que trabajan en el pueblo inglés de Culham, cerca de Oxford, produjo un récord de 59 megajulios de energía de fusión nuclear sostenida durante cinco segundos, informaron los científicos. Esto más que duplicó el récord de tiempo anterior para crear y mantener la fusión.

Si bien los científicos han creado previamente energía de fusión, sostiene un poder que ha sido difícil de alcanzar. Esto requiere una tecnología sofisticada: se utiliza un campo magnético para contener las altas temperaturas generadas durante el proceso de fusión, alrededor de 150 millones de grados centígrados, diez veces más caliente que el centro del sol.

El laboratorio de Livermore utiliza una técnica diferente a la del tokamak, en la que los investigadores disparan un láser de 192 rayos a una pequeña cápsula llena de combustible de deuterio y tritio. El laboratorio informó que una prueba en agosto de 2021 produjo 1,35 megajulios de energía de fusión, que fue aproximadamente el 70% de la energía disparada al objetivo. El laboratorio dijo que varios experimentos posteriores mostraron resultados decrecientes, pero los investigadores creían que habían encontrado formas de mejorar la calidad de la cápsula de combustible y la simetría de los láseres.

El deuterio y el tritio son isótopos pesados ​​de hidrógeno, declara el Organismo Internacional de Energía Atómica. El deuterio representa una pequeña fracción del hidrógeno natural y se puede obtener a bajo costo del agua de mar. El tritio se puede hacer a partir de litio, que también es abundante en la naturaleza.

En el condado de Orange, California, otro competidor en la carrera por la fusión, TAE Technologies, está en camino de desarrollar el primer prototipo de planta comercial de energía de fusión limpia para 2030, dijo a MarketWatch el CEO Michl Binderbauer después de asistir a la primera cumbre de fusión de la Casa Blanca a principios de este año. El enfoque de TAE hará que la generación de fusión sea esencialmente móvil, lo que significa que podría ocurrir exactamente donde se necesita la energía, por ejemplo, en una planta de fabricación.

En la cumbre de fusión de marzo de 2022, los funcionarios de la administración de Biden anunciaron lo que llamaron una “visión decadal audaz” para acelerar el desarrollo de la energía de fusión comercial.

“Es una falacia pensar que el sol y el viento pueden resolverlo todo”, dijo Binderbauer a MarketWatch. “Absolutamente, son maravillosas fuentes de energía donde cabe. Pero también hay limitaciones. No existe un mundo que pueda funcionar con energía 100% renovable”.

Los analistas de la industria nuclear advierten que el proceso deberá sostenerse y repetirse, ya escala, para que el desarrollo transforme los mercados energéticos tradicionales en el corto plazo.

“Eso no significa que no sea un gran problema, pero aún dudo cuánto impacte los esfuerzos para acercar la fusión a la realidad comercial. En mi opinión, la fusión está al menos a una década o más de la comercialización”, dijo Jonathan Hinze, presidente de UxC, que rastrea los mercados de uranio y nuclear, en un correo electrónico a MarketWatch.

También hay que considerar el alto costo si la tecnología sigue siendo en su mayoría experimental, dijo Armond Cohen, director ejecutivo de Clean Air Task Force, un grupo de políticas centrado en la descarbonización del sistema energético.

Muchos enfoques nuevos tienen como objetivo reducir significativamente los costos asociados con los grandes proyectos de demostración de ciencia de fusión, como el proceso de ignición de Livermore y el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), el intento internacional de desarrollar un reactor tokamak comercial, dijo Cohen.

Y, dijo, los esfuerzos que combinan los enfoques pueden ser más valiosos. tal ejemplo, Fusión Magneto Inercialreduciría la entrada de energía del enfoque de encendido por parte del NIF y los costos de capital asociados con el gran reactor tokamak que está llevando a cabo el ITER.

“Tales enfoques pueden ayudar a acelerar los esfuerzos de demostración científica y comercial adicionales”, dijo Cohen.

Tony Leo, director de tecnología de FuelCell Energy FCEL,
+5,19%,
dijo que cree que la tecnología de fusión puede acompañar los avances en el uso de hidrógeno en lugar de combustibles fósiles.

El encendido por fusión “es un ejemplo de una tecnología que ayudará a impulsar una economía de hidrógeno ‘verde’ a largo plazo”, dijo. “El poder de la fusión será un gran socio tecnología de electrólisis – que usaría electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno – para producir hidrógeno libre de carbono”.

Los casos de mejor uso de la propulsión de hidrógeno aún están en desarrollo, pero los primeros ejemplos incluyen impulsar una flota de camionetas de reparto de larga distancia o autobuses utilizados para el transporte público.

Associated Press contribuyó a esto.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *