Németország Európa legnagyobb gazdasága, amely hatalmas energiafogyasztással tartja fenn ipari erejét, különösen az energiaigényes ágazatokban, mint az autóipar és a vegyipar. Bár az elmúlt két évtizedben jelentősen nőtt a megújuló energiaforrások – például a szél- és napenergia – aránya, az ország továbbra is nagymértékben támaszkodik fosszilis tüzelőanyagokra.
A nukleáris energia kivezetése és az energiapolitikai kihívások
Németország 2023-ban teljesen leállította atomerőműveit a nukleáris energia fokozatos kivezetésének terve alapján. Ezzel párhuzamosan az ország célja, hogy 2038-ig megszüntesse a szénalapú energiatermelést is. Ez az ambiciózus energiapolitikai átmenet része annak a tervnek, amely 2045-re kívánja elérni a nettó zéró üvegházhatású gázkibocsátást.
Az energiapolitikai és környezetvédelmi célok egyensúlyának megteremtése érdekében Berlin új technológiákban is bízik, mint például a zöld hidrogén és a nukleáris fúzió.
Nukleáris fúzió: okos stratégiai fogadás Németország részéről
2024 áprilisában Friedrich Merz kancellár kabinetje bemutatta azt az akciótervet, amely felgyorsítja a nukleáris fúzió technológiájának fejlesztését. A cél, hogy Németország építse meg a világ első működő fúziós reaktorát, ehhez pedig 1,7 milliárd eurós (kb. 1,98 milliárd dolláros) támogatást különítettek el.
Berlin abban bízik, hogy ez a technológia hosszú távon bőséges, tiszta, biztonságos és megbízható energiát fog biztosítani.
A nukleáris fúzió szerepe az energiaválság megoldásában
Sarah Klein, a németországi Aachenben található Fraunhofer Lézertechnológiai Intézet fúziós kutatásokért felelős biztosa szerint a fúziós technológiába való befektetés egy „okos hosszútávú stratégiai fogadás”.
„Ez Németországot a globális technológiai verseny élvonalában tartja, és – a megújuló energiaforrások mellett – kulcsfontosságú az energiafüggetlenség biztosításához a fosszilis tüzelőanyagok kivezetése után” – nyilatkozta Klein a DW-nek.
Sibylle Günter, a Max Planck Plazmafizikai Intézet tudományos igazgatója szintén egyetértett ezzel, kiemelve, hogy Németország energiaigénye folyamatosan növekszik. „A nukleáris fúzió olyan technológia lehet, amely hosszú távon CO2-kibocsátás nélkül biztosítja az energiaellátást és segít megőrizni versenyképességünket ipari nemzetként” – mondta Günter.
A nukleáris fúzió tudományos alapjai és innovációs katalizátor szerepe
A tudósok évtizedek óta próbálják hasznosítani a nukleáris fúziót energiatermelésre. A folyamat során két könnyű atommagot olyan magas hőmérsékleten és nyomáson ütköztetnek össze, hogy azok egyesülnek és energiát szabadítanak fel. Ez az alapvető folyamat zajlik például a Napban is, ahol a hidrogén héliummá alakulva fényt és hőt termel, ami lehetővé teszi az életet Földünkön.
A nukleáris fúzió fordított folyamata annak, ami jelenleg működik az atomerőművekben: ott atommaghasadás (nukleáris hasadás) történik, amikor nagyobb atommagokat hasítanak szét láncreakcióban energiatermelés céljából.
Ellentétben a hasadással, a fúzió nem hagy maga után radioaktív hulladékot, így ígéretes megoldásként szolgálhat bőséges, környezetbarát energiatermelésre anélkül, hogy szennyezné vagy radioaktív hulladékkal terhelné környezetét.
Nemzetközi verseny és német innovációs törekvések
Németország nincs egyedül ebben az ambícióban: az Egyesült Államok, Kína, Japán és az Egyesült Királyság is több milliárd dollárt invesztál ezen technológia fejlesztésébe. Emellett számos magánvállalkozás is bekapcsolódott ebbe a versenybe.
Klein hangsúlyozta: „A világ leginnovatívabb gazdaságai már jelentős összegeket fordítanak fúziós kutatásokra. Ezért ez létfontosságú jövőstratégia Németország csúcstechnológiai szektorának.”
A Fraunhofer kutató rámutatott arra is, hogy ez az invesztíció elengedhetetlen ahhoz, hogy Németország versenyképes maradjon globális szinten és biztosítsa technológiai szuverenitását.
„A tudományon túlmenően a fúzió innovációs katalizátorként is működik” – tette hozzá –, utalva olyan kritikus technológiákra mint a szupervezető mágnesek, nagy teljesítményű rendszerek, fejlett anyagok, robotika és mesterséges intelligencia (AI). „Fontos korán bevonni az ipari szereplőket annak érdekében, hogy ezekből más piacokon is haszon származzon.”
Kritikák és fenntarthatósági viták
Ezzel szemben vannak kritikus hangok is: sokan úgy vélik, hogy hatalmas összegek költése nukleáris fúzióra tévút és pazarlás lehet. Szerintük ezeket az erőforrásokat inkább más megújuló projektek bővítésére kellene fordítani.
Sibylle Günter azonban meggyőződéssel vallja: „Nem kell konfliktusnak lennie a megújulók és a fúziós energia között; ezek kiegészíthetik egymást.”
- A szél- és napenergia nem képes folyamatosan ellátni árammal az országot.
- A fúzió viszont képes erre.
- Ezen túlmenően ipari folyamatok hőellátását is biztosíthatja.
- Továbbá elősegítheti szintetikus üzemanyagok – például hidrogén – előállítását.
Német ipar helyzete és az energiaárak hatása
A magas energiaárak jelentős terhet rónak Németország iparára. Az ország számára ezért létfontosságú olyan új energiaforrásokat találni, amelyek stabilabb árakat kínálnak hosszútávon.
Az áttörés 2022-ben: nettó energiagyártás elérése
Évtizedek kutatásai után 2022 végén sikerült először nettó energiagyártást elérni egy nukleáris fúziós kísérlet során: vagyis több energiát nyertek ki a reakcióból, mint amennyit annak kiváltására felhasználtak.
A kísérlet során nagy teljesítményű lézereket alkalmaztak erre a célra. Más koncepciók erős mágneses tereket használnak arra, hogy rendkívül forró plazmarészecskéket zárjanak be (tokamak típus), amelyek összeolvadva energiát termelnek.
Mikor válhatnak valósággá a fúziós erőművek?
A 2022-es áttörés új reményeket ébresztett arra vonatkozóan, hogy hamarosan kiaknázható lesz a fúziós energia teljes potenciálja.
Daniel Kammen, a Johns Hopkins Egyetem Bloomberg professzora szerint már nem igaz az „ötven év múlva lesz kész” mondás:
„A különböző megközelítések fejlődése, valamint gépi tanulás és mesterséges intelligencia alkalmazása radikálisan megváltoztatta helyzetet. Úgy vélem, hogy tízen belül akár pilot üzemű prototípusok már hálózatba kapcsolhatók.”
Ugyanakkor más szakértők óvatosabbak: Sarah Klein szerint még mindig hosszútávon marad kereskedelmi szempontból életképes technológia kialakulása jelentős műszaki és gazdasági bizonytalanságokkal jár. Ezért nem helyettesítheti ma még sürgős megoldásként szükséges megújulók telepítését és energiatárolást.
Sibylle Günter is úgy véli: ha most elkezdik komolyan támogatni ezt a technológiát, akkor körülbelül két évtized múlva kerülhetnek hálózatba első kereskedelmi célú fúziós erőművek.
Zárógondolatok: készen állunk-e befektetni jövőnk energiájába?
A legfontosabb kérdés ma így hangzik: készen állunk-e most befektetni egy olyan technológiába – mint amilyen a nukleáris fúzió –, amely csak évekkel vagy évtizedekkel később válhat kulcsfontosságúvá növekvő energiaigényünk kielégítésében?
Németország ambiciózus tervei jól mutatják azt az irányt, amely mentén egy fenntarthatóbb és innovatívabb energetikai jövőt képzel el magának – ahol megújulók mellett új generációs technológiák is szerepet kapnak.