Was Fusion für eine kohlenstofffreie Zukunft bedeuten kann

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Wollen die USA wirklich saubere Energie? Ein Fortschritt in der Fusionstechnologie wirft die Frage auf, was für eine kohlenstofffreie Zukunft erforderlich ist.

Aber zuerst, hier sind drei neue Geschichten von Der Atlantik.


Die Kraft der Sonne

Was mir an Gesprächen mit Wissenschaftlern am besten gefällt, ist ihre Fähigkeit, die grundlegendsten Merkmale der Existenz mit einem Gefühl von Magie zu erfüllen. Schau in die Sonne! Das Licht, das es abgibt, wird durch die Protonen von Wasserstoffatomen angetrieben, die ineinander rasen, verschmelzen und Energie in Form von Sonnenlicht und Wärme freisetzen. Jeden Morgen ist der Tagesanbruch das Überbleibsel einer gewalttätigen Reaktion, mehr als 90 Millionen Meilen entfernt!

Was ich am wenigsten an Gesprächen mit Wissenschaftlern mag, ist, wenn sie mich wieder auf den Boden der Tatsachen bringen.

Anfang dieser Woche gaben Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory bekannt, dass sie „mehr Energie aus der Fusion erzeugt haben als die Laserenergie, die zu ihrem Antrieb verwendet wird“. Das Energieministerium beschrieb diesen Fortschritt als „historische, einzigartige Errungenschaft“ und „bahnbrechende Errungenschaft“ und weckte meine Hoffnung auf eine schnell bevorstehende Energiewende. Anstelle von schmutzigen Kohlekraftwerken und Förderanlagen für Erdgas stellte ich mir eine Welt vor, die von winzigen, von Menschenhand geschaffenen Sonnen angetrieben wird.

Kurz nach dieser Ankündigung begannen jedoch Experten zu zwitschern und würdigten den historischen Schritt dieser Wissenschaftler, äußerten jedoch warnende Worte darüber, was dies tatsächlich für eine Umstellung auf grüne Energie bedeuten könnte.

„Keine direkten Folgen für Kraftwerke“ eines Kanadischer Wissenschaftler witzelte.

„Es ist nicht offensichtlich, dass es sogar in Jahrzehnten zur Energieerzeugung führen wird“, sagte ein Physiker gewarnt.

Und vielleicht am schneidendsten, aus Bloomberg‘s Energie und Rohstoffe Kolumnist: „Ich bin skeptisch gegenüber überraschend gut getimten Ankündigungen von Labors mit knappem Budget über Durchbrüche für Technologien, die Jahrzehnte entfernt sind.“

Zwei häufige Kritikpunkte sind laut geworden, warum dieser Schritt nach vorne vielleicht weniger sinnvoll ist, als es zunächst den Anschein hat.

Zuerst: Die Nettoenergie hängt davon ab, was Sie messen. Einerseits ist es Wissenschaftlern inzwischen gelungen, mehr Energie zu produzieren, als sie verbrauchen. Andererseits nein, haben sie nicht. Die National Ignition Facility verfolgt eine Form der Fusionsforschung namens „Inertial Confinement Fusion“, bei der sie Laser aufladen und diese Energie dann auf die Oberfläche eines 1-Millionen-Dollar-Pellets voller Wasserstoffisotope schießen. Die durch diese Methode erzeugte Hitze und der Druck erzeugen dann (hoffentlich) eine Fusionsreaktion, die Energie abgibt.

Während die von den Lasern erzeugte Energie (2,1 Megajoule) kleiner war als die, die die Fusionsreaktion erzeugte (2,5 Megajoule), war die erforderliche Energie dafür erforderlich aufladen der Laser war mehr als das 100-fache (ungefähr 400 Megajoule). Ein Wissenschaftler gewarnt dass „der einzelne Schuss, dessen Vorbereitung Wochen gedauert hat, 100.000- bis millionenfach schneller wiederholt werden müsste, 1.000- bis 10.000-fach höhere Lasereffizienz, [and] kosten ein Millionstel weniger.“

Zweite: Der Übergang zu sauberer und erneuerbarer Energie ist teilweise ein technisches Problem, ja, aber meistens ein politisches/regulatorisches. Wir lassen enorme Möglichkeiten offen, unsere Abhängigkeit von Kohle und Erdgas zu verringern. Wenn wir wollten, könnten wir die Investitionen in Solar-, Wind- und Kernenergie erhöhen; CO2 einen Preis geben; und weitere Milliarden in die weitere Senkung der Batteriepreise stecken oder sogar die Förderung der Geothermie vorantreiben. Obwohl die Entwicklung einer kommerziell tragfähigen Fusionsenergie in einigen Jahrzehnten eine massive Wende darstellen würde, wäre ihre Bereitstellung eine ebenso massive politische und regulatorische Herausforderung. Wo werden wir diese Reaktoren bauen? Wie werden wir die Übertragungsleitungen bauen, die notwendig sind, um diese Energie zu transportieren und die Städte unserer Nation mit Strom zu versorgen? Wissenschaftliche Durchbrüche sind erstaunlich, aber politische entscheiden darüber, ob sie tatsächlich Wirklichkeit werden.

Eine allgemeine Sorge, die von einigen Experten, darunter Eli Dourado vom Center for Growth and Opportunity, erwähnt wird, ist, dass „die einfachste Art der Fusion … dauerhaft unwirtschaftlich sein kann und niemals mit anderen Formen der Dampferzeugung und des Antriebs von Turbinen konkurrieren kann“. Der Zweck der National Ignition Facility, dem Ort des Durchbruchs, besteht nicht darin, saubere Energie zu entwickeln, sondern „die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Sicherheit der US-nuklearen Abschreckung ohne umfassende Tests aufrechtzuerhalten“. Ein wichtiges Ziel, aber es wäre nicht verwunderlich, wenn die Form der kommerziellen Fusion hoffentlich eines Tages ganz anders aussehen würde. So wie uns der Weg zum kommerziellen Flugzeug durch Zeppeline und Helikopter führte, wird der Weg zur Fusionsenergie Strategien jenseits des Trägheitseinschlusses beinhalten.

Nichts davon sollte den echten Durchbruch schmälern, den amerikanische Wissenschaftler erreicht haben. Der Meilenstein der Energieabgabe aus Plasma in einem Fusionsreaktor, die die Energiezufuhr übersteigt, ist keine Kleinigkeit. Und es erinnert mich an den jüngsten Aufsatz meines Kollegen Derek Thompson, der betont, wie wichtig es ist, Fortschritt als kollektives und nicht als individuelles Unterfangen zu sehen: „Es braucht einen Helden, um eine großartige Geschichte zu schreiben“, schrieb er, „aber Fortschritt ist die Geschichte von uns allen .“

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– Jerusalem

Isabel Fattal hat zu diesem Newsletter beigetragen.


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