Ny fusionsenergi-rekord bringer os ét skridt nærmere en fremtid uden fossile brændstoffer

Slut på fossile brændstoffer. Ren og sikker energi i ubegrænsede mængder. Det er det løfte, fusionsenergi giver.

Indtil nu har løftet for mange været en næsten utopisk drøm. Men internationale forskningssamarbejder, fremsynede investorer og nationer viser, at drømmen om fusionsenergi er rykket tættere på virkelighed.

I dag offentliggør vi – over 300 europæiske forskere og ingeniører fra det europæiske fusionsenergisamarbejde EUROfusion nemlig en ny rekord. Med i gruppen er vi en række forskere fra DTU, som er med i både planlægnings- og analysearbejdet af rekordeksperimentet.

Den 3. oktober 2023 i Oxford blev der i et enkelt eksperiment på fusionsreaktoren JET produceret mere energi fra fusion end nogensinde før.

Her frembragte vi 69 MJ (megajoule) energi i et enkelt fusionseksperiment.

Smed du denne mængde energi i batteriet i din elbil, kunne du køre dig en tur på knap 150 km. Det lyder måske ikke af meget, men det utrolige her er, at energien kom fra fusion af blot 0,2 milligram brændsel.

Hvis du tager en kaffebønne og deler i 1.000 dele, har du cirka 0,2 milligram.

Skulle samme energimængde produceres fra afbrænding af kul, ville vi skulle bruge ti millioner gange mere brændstof.

Potentialet er altså åbenlyst.

Men hvad er fusionsenergi, og hvordan fungerer det? Hvad er fremtidsperspektiverne? Og hvem er frontløberne? De spørgsmål forsøger jeg at svare på i det følgende.

Fusionsplasma er over ti gange varmere end Solens kerne

Fusionsenergi er den proces, som Solen og de andre stjerner får deres energi fra. Vi kan efterligne den i laboratorier her på Jorden. Det i sig selv er mildest talt en udfordring og involverer blandt andet at varme brændslet, et såkaldt fusionsplasma, op til over ti gange Solens kernetemperatur.

Målet er, at fusionsenergi en dag rykker ud af laboratorierne og ind i kraftværker – og vi er de seneste år kommet et stort skridt tættere på.

Selvom forskere i årtier har produceret energi fra fusionsprocesser, har ligningen altid haft ulighedstegnet den forkerte vej: Vi har brugt mere energi på at holde fusionsplasmaet varmt – ti gange varmere end Solens kerne er immervæk noget – end det har produceret.

Men det ændrede sig i december 2022, hvor det for første gang lykkedes forskere ved National Ignition Facility i USA at producere et overskud af energi i et laserfusionseksperiment.

Siden da har de gentaget eksperimentet adskillige gange og kan nu konsistent skabe mere energi fra fusionsprocesser, end den mængde energi fusionsbrændslet tilføres fra laserstrålerne.

Og nu er der altså den nye rekord fra os i EUROfusion.

Fusionsenergi giver store løfter om en renere fremtid. Sammensmeltningen af lette atomkerner kan producere sikker og bæredygtig energi fra små mængder brændstof – som for øvrigt kan udvindes fra havvand og brugte bilbatterier.

Men hvad er der sket siden rekordeksperimenterne, og hvor tæt er vi egentlig på at få strøm fra fusionsenergi i stikkontakterne?

Private firmaer vil være med til fusionsfesten

Den internationale fusionsforskning er især rettet mod det store eksperiment ITER, som på latin betyder ’vejen’. Vejen til fusionsenergi.

ITER-medlemslandene – det vil sige EU, Kina, USA, Indien, Rusland, Japan og Sydkorea – repræsenterer over halvdelen af Jordens befolkning, og projektet er under opførelse i Sydfrankrig.

Målet er, at ITER-eksperimentet, som lige nu er ved at blive bygget, i 2035 skal producere 500 megawatt effekt - omtrent det samme som en stor dansk vindmøllepark. Det er ti gange den effekt, vi kommer til at varme på brændslet med, og energien produceres af et fusionsplasma med en vægt på blot et par gram.

Selvom ITER ikke vil lave den producerede energi om til elektricitet, er eksperimentet det sidste skridt på vejen mod et fusionskraftværk.

Der er da også enorm interesse for teknologien fra både private virksomheder og endda hele nationer.

At private fusionsvirksomheder har fået deres egen brancheorganisation er måske i sig selv et tegn på en ny epoke i fusionsforskningen.

Fusion Industry Association (FIA), som brancheorganisation hedder, udgiver hvert år en rapport med nøgletal.

Her kan man læse, at der over de seneste år er investeret et beløb svarende til over 40 milliarder kroner, primært fra private investorer, i fusionsforsknings-virksomheder.

Af disse blev knap ti milliarder kroner investeret det seneste år – det er mere end USA's hidtidige bidrag til ITER. Antallet af fusionsvirksomheder vokser ligeledes hurtigt og tæller nu over 50.

Fusionsenergi kan måske levere strøm allerede i 2030

Virksomhederne kan naturligvis ikke lave forsøg i samme skala som ITER, men forsøger sig med nyopfundne designs eller mere kompakte versioner af samme type maskine som ITER.

Og spørger man dem om, hvornår de forventer, at fusionsenergi leverer strøm til elnettet, svarer flertallet ifølge rapporten, at det vil ske allerede i perioden 2030-2035.

Om fusionsenergi på elnettet et årti fra nu er for optimistisk, må tiden vise. Men der er ingen tvivl om, at større investeringer og forskning i nye eller optimerede koncepter driver forskningen fremad.

I første omgang er det en stor bedrift, at vi med den nye fusionsrekord på JET viser, at vi ikke kun kan skabe og opretholde de nødvendige betingelser for kontinuerlig energiproduktion ved fusion, men at vi forstår og kontrollerer den underliggende proces så godt, at vi kan gøre det konsekvent i vores maskine.

Store lande øger deres investeringer – hvad gør Danmark?

De store investeringer og banebrydende rekorder, samt det åbenlyse behov for en fremtidig CO2-fri energiproduktion, har tydeligvis også fået regeringer til at genoverveje deres engagement i fusionsenergiforskning.

Både Tyskland og Japan har det seneste år lanceret nye nationale strategier for at nå fusionsenergi hurtigere.

Derved slutter de sig til feltet af frontløbere med Kina, Storbritannien og USA, som alle har accelererede nationale mål for udvikling af fusionsenergi.

Det Hvide Hus i USA har i marts for nylig udnævnt ’fusionsenergi i stor skala’, som én af fem udviklingsprioriteter, når de skal nå deres klimamål om netto-nuludledning inden 2050.

Tilsvarende har Europa-Parlamentet inkluderet fusionsenergi i det ’Net Zero Industry Act’ – et program, der har til formål at styrke Europas produktionskapacitet for grønne teknologier.

Sideløbende med det internationale ITER-projekt buldrer udviklingen i fusionsforskning altså afsted i både privat og nationalt regi.

Danmark er med i ITER gennem EU, men bortset fra det har vi hverken fusionsforskningsvirksomheder eller nationale strategier.

Men bør vi som et land, der gerne vil grønne løsninger, ikke følge USA, Tyskland, Kina, Japan med flere og satse meget mere helhjertet på det for at blive en del af den udvikling?

Det spørgsmål må danske politikere stille sig selv efter endnu en fusionsrekord.