Stort behov for forskning på fusjonsenergi

Delegasjonen fra UiT har vært på reise i USA for å styrke samarbeid med amerikanske utdannings- og forskningsinstitusjoner, innovasjonsmiljøer og næringslivsaktører.

Fasaden til MIT Plasma Science and Fusion Center i Boston. Foto: Peaceearth / Wikipedia.

Første stopp for delegasjonen var MIT Plasma Science and Fusion Center (PSFC) i Boston. Det befinner seg i bydelen Cambridge hvor MITs mange skoler og sentre deler plass med et økosystem av risikokapitalinvestorer som hele tiden er på utkikk etter forskningsgründere. Delegatene ble tatt godt imot av senterets direktør Dennis Whyte. Han forklarte hvordan en fusjonsreaktor fungerer og hvor langt denne teknologien er kommet i dag.

Fusjon av atomkjerner

Fusjonsenergi er det motsatte av fisjonsenergi, som innebærer spalting av atomkjerner, som tas i bruk i kjernekraftverk. Fusjonsenergi dannes etter et motsatt prinsipp, hvor atomkjerner smeltes sammen. Dette er en prosess som ligger til grunn for måten solen produserer energi. Men det kan også gjenskapes i reaktorer, som gir fordeler ved at energien som dannes er utslippsfri og potensielt uutømmelig.

Kontrollrommet for tokamaken Alcator C-Mod ved MIT Plasma Science and Fusion Center. — Kontrollrommet for tokamaken Alcator C-Mod ved PSFC. Foto: Peaceearth / Wikipedia.

Dette er noe som gjøres nå i Boston, i hva som kalles SPARC-reaktoren, som er bygget opp av MITs Commonwealth Fusion Systems. UiT-professor Odd Erik Garcia og hans kolleger ved Aurora-senteret DYNAMO samarbeider med MIT om utvikling av SPARC-reaktoren, hvor Equinor Ventures har bidratt med finansiering.

I SPARC-reaktoren smeltes hydrogenisotoper sammen for å skape helium. Det dannes da energi som befinner seg i en plasmatilstand. Store magnetiske spoler er lagt i et smultring-formet anlegg, kalt en tokamak, for å kunne holde på plass plasmaenergien. Det finnes i dag rundt 150 slike anlegg i verden.

Se Garcia forklare: Hva skjer inne i en fusjonsreaktor?

Vil ha reaktorer om 3-4 år

Den amerikanske regjeringen kunngjorde i år at åtte amerikanske selskaper vil motta rundt 460 millioner kroner til å bygge testkraftverk som skal produsere fusjonsenergi. White mener dette er en utvikling som viser at det er nå blitt et stort behov for forskning på fusjonsenergi.

– Vi har nå selskaper som ønsker å bygge fusjonsreaktorer innen de neste tre til fire årene. Vi har ikke nok forskere eller tilstrekkelig teknisk ekspertise til å følge opp behovet for forskning. Men hvis vi ikke forsøker, da vet jeg nøyaktig hva konsekvensen blir, understreker Whyte.

To tredjedeler av verdens selskaper som forsker på og utvikler teknologiske løsninger for å produsere fusjonskraft finnes i USA. De fleste av dem ble grunnlagt i dette tiåret. White er overbevist om at de teknologiske løsningene det er behov for vil komme fra dynamiske, unge lag i nye selskaper. – Fra små forhold kan en skape utrolige prosjekter, legger Whyte til.

Fusjonsenergi er blitt forsket på siden 1930. I 1958 ble det åpnet opp for internasjonalt forskningssamarbeid knyttet til fusjonskraft under konferansen Atoms for Peace i Genève. Nå samarbeider 35 land om å bygge et fusjonskraftanlegg i Sør-Frankrike, kalt ITER, som har en kostnadsramme på rundt 220 milliarder kroner. Målet er at anlegget skal være fullt operasjonelt i 2035. Innen EUs atomenergifelleskap forskes det både på fisjon og fusjon. I Norge er det kun i Tromsø at det forskes på fusjonskraft.

Dennis White, direktør for PSFC i Boston. — Dennis Whyte, direktør for PSFC i Boston. Bak ham er veggplansjer som viser hvordan teknologi knyttet til fusjonsenergi har utviklet seg gjennom historien. Foto: Kim Bredesen / UiT.

Raskere og billigere

Professor Odd Erik Garcia mener miljøene han og kollegene er knyttet til på MIT kan levere når det gjelder å skape nye alternativer for fornybar energi.

– De bruker magnetteknologi med høytemperatur superledere som gjøre at en kan bygge fusjonsreaktorer som er mindre, er raskere og bygges på en billigere måte, sier Garcia. Med den nye teknologien håper vi på å demonstrere fusjonsreaktorer på 2030-tallet. Så vil det forhåpentligvis bygges tusenvis av slike reaktorer innen midten av århundret, sier Garcia.

Han forventer at i løpet av dette tiåret vil vi kunne se en helt ny utvikling knyttet produksjon av fusjonskraft. Rundt 110 land i verden har meldt inn til FN at de ønsker å bli klimanøytrale innen 2050, blant dem Norge og EU-landene. Dette siktemålet mener Garcia danne en viktig ramme rundt utvikling av fusjonsenergi.

– Vi har klare klimamål for året 2050 og verden har behov for stadig mer grønn energi og en stabil nettlast som fornybar energi ikke kan tilby i dag. Vi trenger å generere jevn kraft på nettet og det får vi med fusjonsenergi, slår Garcia fast.

Stolt over forskningssamarbeid

Over flere tiår har amerikanske myndigheter kanalisert over 300 milliarder kroner på utvikling av fusjonskraft. Nå ligger disse investeringene årlig på rundt sju milliarder kroner. Disse subsidiene har ledet til blant annet etablering av SPARC-reaktoren. Private aktører tar imidlertid i økende grad over rollen som myndighetene i USA har hatt siden fusjonskraftteknologi er blitt mer moden.

Danny White og Dag Rune Olsen under omvisning på MITs Plasma Science and Fusion Center i Boston. — Danny Whyte og Dag Rune Olsen under omvisning på MITs Plasma Science and Fusion Center i Boston. Foto: Kim Bredesen /UiT.

Rektor ved UiT, Dag Rune Olsen påpeker at situasjonen i USA er svært forskjellig fra Norge. Her er forskning på fusjonskraft ikke omfattet av noen programmer i Forskningsrådet. Norske forskere på fusjonsenergi kan heller ikke mulig å motta midler fra EUs forskningsprogram EUROfusion ettersom Norge ikke har sluttet seg til Euratom-avtalen. UiT har imidlertid observatørstatus i generalforsamlingen til EUROfusion.

– Da regjeringen lanserte sitt program for nukleær forskning var også fusjonsenergi for alle praktiske formål utelukket. Da er det oppløftende at private aktører som Equinor stiller opp og bidrar til at denne forskningsfronten kan utvikles og nye energiformer utvikles, sier Olsen.

Han mener fusjonsreaktorer er en type teknologi som kan få en avgjørende rolle i framtiden.

– Verdens energibehov kommer ikke til å avta. Da må vi utvikle energikilder som er bærekraftige på alle mulige tenkelige måter. Her kommer fusjonsenergi høyst sannsynlig til å spille en sentral rolle i fremtiden. At våre forskere deltar sentralt i denne utviklingen er det all grunn til å være stolt over. MiT nyter godt av å kunne samarbeide med de aller beste i den internasjonale forskningsverdenen, og gjør det.

Olsen legger til at han anser at prosjektet hviler på et langsiktig samarbeid mellom sterke fagmiljøer.

– Prosjektet et strålende eksempel på at vitenskapelig kvalitet og samfunnsmessig relevans går sammen som hånd i hanske. Her er det ingen motsetning mellom grunnleggende forskning i verdensklasse, innovasjon og utvikling av nye teknologier og energivirksomheter, konkluderer Olsen.

Bredesen, Kim kim.bredesen@uit.no Rådgiver

Publisert: 13.10.23 00:00 Oppdatert: 17.10.23 10:52

Bærekraft Energi Klima Tromsø