Är fusionsdrömmen på väg att slå in?

Det rapporteras om nya genombrott inom fusionskraft, men så har det låtit i flera decennier. Hur nära är vi egentligen drömmen om obegränsad energi?

Det amerikanska start up-bolaget Commonwealth Fusion Systems har som mål att bygga klart sitt fusionskraftverk och leverera el till elnätet redan 2030. Göran Ericsson, forskare i tillämpad kärnfysik, skrattar.

– Det är ju inte omöjligt om jag säger så, men de har lite kvar att jobba med.

Tidsramen är, som han ser det, minst sagt tight, men initiativet som sådant klart intressant.  

– De kan mycket väl bli först i världen med att leverera el från fusionskraft, så de har skäl att vara lite stöddiga.

Privat kapital flödar in

Tidigare har teknikutvecklingen inom fusionskraft uteslutande skett vid universiteten men under de senaste åren har flera kommersiella aktörer startat egna projekt, och det flödar in privat kapital.

I Sverige finns till exempel företaget Novatron, som utvecklar en fusionsreaktor i ett labb på Kungliga tekniska högskolan, KTH, i Stockholm. De siktar på att leverera el till elnätet 2040.

Göran Ericsson, som är professor emeritus vid Institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet, ser att startupbolagen kommer med viktiga bidrag genom sitt tydliga fokus på att snabbt få fram energiproducerande reaktorer. Samtidigt görs framsteg inom den offentligt finansierade forskningen.

Förra året rapporterades till exempel om ett genombrott vid den brittiska anläggningen Jet. Forskarna där slog världsrekord i mängden utvunnen energi i förhållande till mängden bränsle. För bara ett par månader sedan rapporterades om ytterligare ett världsrekord, den här gången vid fusionsreaktorn West i södra Frankrike. Här lyckades man hålla igång fusionsprocessen längre än någonsin tidigare: I lite drygt 22 minuter.

Enligt Göran Ericsson är det viktigt att kunna utvinna allt mer energi, och att kunna hålla igång processen under en hyfsat lång tid. Dagens mest avancerade fusionsexperiment fungerar så att processen kontinuerligt måste startas om, och hur snabbt man kan göra det har betydelse.

– Dröjer det till nästa dag är det väl sådär, men om man kan starta igen efter några minuter eller en kvart är det bra. Det är fortfarande inte en kontinuerlig drift, vilket behövs för en stadig elförsörjning, men det rör sig åt det hållet.

Att det är svårt att behärska fusionskraften beror bland annat på att processen kräver höga temperaturer på över 100 miljoner grader. Så höga temperaturer är svårt att hålla under lång tid och det ställer också höga krav på anläggningen.

Mycket att vinna

Inte långt ifrån franska fusionsreaktorn West pågår bygget av den internationella experimentanläggningen ITER. Målet är att ta fusionsförsöken till en ny nivå. Bygget påbörjades 2009 och reaktorn skulle varit klart i år, 2025, men det har dragit ut på tiden. Kostnaderna har också ökat. Jätteanläggningens slutnota bedöms enligt de senaste beräkningarna landa på 25 miljarder euro.

Göran Ericsson konstaterar att det är mycket pengar som pumpas in i utvecklingen av fusionskraft, men så finns det också mycket att vinna. Metoden gör det möjligt att utvinna stora mängder fossilfri energi utan negativ miljöpåverkan.

Fusionskraften ger en del radioaktivt avfall precis som kärnkraft, men avfallet är bara radioaktivt i cirka hundra år.  Vidare innebär en olycka vid ett fusionskraftverk inte alls samma risker som ett kärnkraftshaveri. Det allvarligaste som kan hända är att det läcker ut en form av tung vätgas. Det skulle kunna skada människor i anläggningens absoluta närhet men inte påverka stora områden, som kärnkraftsolyckor. 

Många knutar kvar att lösa

Hur fusionskraften i framtiden kommer att stå sig ekonomiskt jämte andra energislag kan Göran Ericsson inte svara på. I dagsläget, förklarar han, är frågan snarare om det överhuvud taget kommer gå att utvinna el på ett kommersiellt gångbart sätt. Men han tycker att det verkar alltmer troligt att vi tids nog kommer dit.

Samtidigt menar han att det fortfarande är många knutar kvar att lösa innan fusionskraft kan spela en roll för elförsörjningen. Om forskare och techentreprenörer lyckas tillverka reaktorer som ger tillförlitlig och kontinuerlig energi ser han nya utmaningar. Till exempel behövs materialutveckling för att kunna bygga anläggningar som håller för de starka krafterna och den starka strålningen.

Det finns också utmaningar kopplat till framställningen av bränslet. För att driva fusionsprocessen behövs ämnena deuterium och tritium, som är tunga former av väte. Deuterium finns det gott om, till exempel i havsvatten, men tritium sönderfaller lätt till helium, och måste tillverkas löpande.

– Det finns inte färdiga tekniker för hur det ska gå till på ett effektivt sätt, och det riskerar att bli en flaskhals för hela tekniken. Om något uppstartföretag lyckas bygga en reaktor kan de kanske bara köra den i några veckor i bästa fall. Sedan är det stopp för då är bränslet slut.

Han tar det amerikanska start up-bolaget Commonwealth Fusion Systems som exempel. Han bedömer att anläggningen, om den kommer igång snabbt, kan få problem med både bränsletillgång och påfrestningar på anläggningen, men han dömer inte ut försöket.

– Även om de tar en del genvägar och deras ”kraftverk” kanske bara kommer att fungera i en vecka eller en månad, så skulle det vara ett oerhört viktigt genombrott.

Ingen lösning för klimatet

Göran Ericsson ser att det i framtiden, teoretiskt sett, skulle gå att fylla stora delar av energibehovet i Sverige med bara några få fusionskraftverk. Den som hoppas på fusionskraft som en lösning i klimatomställning tror han däremot får tänka om.

– Fusionskraften kommer inte vara med och lösa de omedelbara problemen med klimatförändringarna. Det är snarare under andra halvan av det här seklet som vi eventuellt kan dra nytta av det. I klimatarbetet kan vi inte räkna in funktionsenergin, men vi kommer ju att behöva energi även senare.