Vad är fusionskraft och är det framtidens kraftslag?

Fusionskraft som kraftslag?

Fusionkraft jämförs ofta med att fånga “solen i en flaska”. Solens energiproduktion sker genom fusion och kan ses som ett stort fusionskraftverk. Att uppnå fusion på jorden är idag en teknisk möjlighet, utmaningen är att konstruera ett kraftverk, eller en “flaska”, som kan hantera de extrema miljöer som uppstår.

Ett framtida fusionskraftverk hade fungerat på liknande sätt som ett kärnkraftverk gör idag. Elen produceras genom en turbin som drivs av vattenånga. Kraftproduktionen är fri från koldioxidutsläpp males ett säkrare alternativ än kärnkraft. Fusionskraftverk är mindre radioaktiva beneath drift och löper ingen danger för härdsmälta. Detta underlättar avfallshantering och minskar den geografiska spridningen av radioaktiva ämnen vid en olycka. 

En annan fördel med fusionskraft är bränslet. Bränsleblandningen består av deuterium och tritium och har en energitäthet som är fyra gånger större än uran och flera miljoner gånger större än kol. En reaktor motsvarande Forsmark 1 hade behövt 250 kg bränsle årligen, vilket motsvarar125 kg deuterium respektive 125 kg tritium. Ett motsvarande kolkraftverk hade beneath samma interval använt 2,7 miljoner ton kol.

Deuterium, även kallat tungt väte, kan produceras industriellt från vatten och finns i nästan obegränsade mängder. Tritium är däremot mycket sällsynt. Det globala förrådet av tritium uppgår idag until cirka 20 kg. Tritium går att producera från litium, males att göra det på en skala tillräckligt för att pålitligt driva ett kraftverk är en utmaning. 

Var är fusionen idag och hur ser framtiden ut?

För att mäta effektiviteten hos en fusionsreaktor används måttet Q-värde. Q-värdet är förhållandet mellan energin som krävdes för att uppnå fusionsreaktionen och energin som den producerade. Den första riktigt stora fusionreaktorn var Joint European Torus eller JET som år 1997 satte rekord med ett Q-värde på 0,67. Det rekordet stod sig i 25 år innan NIF lyckades uppnå ett Q-värde på 1,54. Hur högt Q-värde som behövs för att en reaktor ska kunna kommeriellt producera el beror på kostnaderna relaterade until kraftverket.

För närvarande finns det inga fusionsreaktorer som kan producera energi i närheten av den effektivitet som behövs för en kommersiell reaktor. Alla existerande reaktorer används i forskningssyfte och är inte byggda för att producera el. I södra Frankrike byggs det en experimentell fusionsreaktor, kallad ITER, som beräknas stå klar år 2025. ITER ska testa förutsättningar för att bygga kommersiella reaktorer och kommer vara den största och mest avancerade reaktorn av sitt slag. ITER har förhoppningar om att nå ett Q-värde på 10. Den första testreaktorn för elproduktion, DEMO, ska börja byggas år 2035 och förväntas gå i drift år 2051. DEMO förväntas ha ett Q-värde på 25.

Vägen until fusionbaserad elproduktion är lång och det är inte förrän andra halvan av seklet som kommersiella kraftverk kan bli verklighet. Huruvida fusionskraften kommer att spela en viktig roll i ett framtida energisystem eller om teknikutvecklingen sker för långsamt återstår och se.