Hannu A. Sinivirta

Hiilivapaata energiaa ITER -vetyfuusiolla vuonna 2040 - prosessi 50% valmis

  • ITER-fusion
    ITER-fusion
  • ITER-fusion
    ITER-fusion
  • ITER-plant
    ITER-plant

Kansainvälinen termonukleaarinen kokeellinen reaktori ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) osoittaa, että fuusiovoimaa voidaan tuottaa kaupallisessa mittakaavassa, josta on nyt rakennettu 50% alkuvaiheen käyttöön.

ITER käyttää vetyfuusiota, jota hallitsevat suprajohtavat magneetit, tuottamalla massiivista lämpöenergiaa. Seuraavissa kaupallisissa laitteissa, tämä lämpö ajaa turbiineja tuottaen sähköä.

  • Fuusioenergia on hiilivapaata ja ympäristön kannalta kestävää, mutta paljon fossiilisia polttoaineita tehokkaampi. Ananaspohjainen määrä vetyä tarjoaa yhtä paljon fuusiovoimaa kuin 10 000 tonnia hiiltä.
  • ITER käyttää kahta vetypolttoainemuotoa: deuteriumia, joka on helppo purkaa merivedestä; ja tritiumia, joka on kasvatettu litiumista fuusioreaktorin sisällä. Fuusiopolttoainetta riittää teollisuudelle ja laitoksille miljooniksi vuosiksi.
  • Kun fuusioreaktio häiriintyy, reaktori sammuu automaattisesti turvallisesti ja ilman ulkoista apua. Systeemissä käytetään pieniä määriä polttoainetta, noin 2-3 grammaa kerrallaan; joten ei ole fyysistä mahdollisuutta sulatusonnettomuudesta.
  • Fuusiovoimalaitoksen rakentaminen ja käyttö on kohdennettava vastaamaan fossiilisten polttoaineiden tai ydinfissio laitosten kustannuksia. Mutta toisin kuin nykypäivän ydinvoimalaitoksilla, fuusiovoimalla ei ole korkean tason radioaktiivisen jätteen hävittämisestä aiheutuvia kustannuksia. Toisin kuin fossiilisten polttoaineiden laitoksilla, fuusioilla ei ole ympäristölle aiheutuvia kustannuksia CO2: n ja muiden epäpuhtauksien vapauttamisesta.

ITER on ihmisen historian monimutkaisin tiedeprojekti. Vetyplasmaa kuumennetaan 150 milj. °C, joka on kymmenen kertaa kuumempaa kuin Auringossa, jotta fuusioreaktio saadaan aikaan. Prosessi tapahtuu donitsi muotoisessa reaktorissa, jota kutsutaan Tokamak1: ksi, jota ympäröivät jättimagneetit, jotka rajoittavat ja kiertävät tulistettua, ionisoitua plasmaa, poispäin metalliseinistä. Suprajohtavat magneetit on jäähdytettävä -269 ° C: seen, joka vastaa noin tähtien välistä lämpötilaa.

ITER-laitosta rakennetaan Etelä-Ranskassa 35 maan tieteellisellä kontribuutiolla. ITERin erikoistuneita komponentteja, yhteensä noin 10 miljoonaa osaa, valmistetaan teollisuuslaitoksissa ympäri maailmaa. Ne toimitetaan sen jälkeen ITER-työmaalle koottavaksi.

Jokainen seitsemästä ITER-jäsenestä - EU, Kiina, Intia, Japani, Korea, Venäjä ja Yhdysvallat - valmistaa merkittävän osan laitteistosta.

ITERin 50%:n virstanpylväs saa merkittävää huomiota.

"Olemme onnekkaita, että ITER -fuusiolla on ollut maailman johtajien tuki sekä historiallisesti, että tällä hetkellä", sanoo pääjohtaja Ph.D. Bernard Bigot. ”ITER-hanke otettiin esille vuoden 1985 Geneven huippukokouksessa Ronald Reaganin ja Mikhail Gorbatsovin välillä. Kun ITER-sopimus allekirjoitettiin vuonna 2006, sitä tukivat voimakkaasti mm. Yhdysvaltain presidentti George W. Bush, Ranskan presidentti Jacques Chirac ja Intian pääministeri Manmohan Singh.

Milloin kaupalliset fuusiolaitokset ovat valmiita?

ITERin tiedemiehet ennustavat, että fuusiolaitokset saattavat tulla verkkoon jo 2040. Fuusioasiantuntijoiden mukaan tarkka ajoitus riippuu julkisen kiireellisyyden ja poliittisen tahdon tasosta, joka tarkoittaa taloudellisia investointeja.

Kuinka paljon fuusioreaktorit tuottavat lämpötehoa?

ITER Tokamak tuottaa 500 MW lämpötehoa. Kaupallinen fuusiolaitos suunnitellaan hiukan suuremmalla plasmakammiolla, joka tuottaa 10 -15 kertaa enemmän sähköä. Esimerkiksi 2 000 MW:n fuusioreaktori toimittaisi sähköä 2:een miljoonaan asuntoon.

Kuinka paljon fuusiolaitos maksaa ja kuinka paljon niitä tarvitaan?

2 000 MW:n  fuusiolaitoksen alkupääomakustannukset ovat 10 miljardia dollaria. Näitä pääomakustannuksia kompensoidaan äärimmäisen alhaisilla käyttökustannuksilla, vähäisistä polttoainekustannuksista ja harvoista komponenttikustannuksista 60 vuoden elinaikana + laitoksen ikä. Pääomakustannukset pienenevät fuusiolaitosten laajamittaisella käyttöönotolla. Nykyisellä sähkönkulutuksella yksi fuusiolaitos olisi enemmän kuin tarpeeksi kattamaan Washington DC: n kokoisen kaupungin. Koko DC:n pääkaupunkiseudun alueelle tarvittaisiin neljä fuusiolaitosta.

"Jos fuusiovoima muuttuu yleisemmaksi, sähkön käyttöä voitaisiin laajentaa huomattavasti liikenteen, rakennusten ja teollisuuden kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi", ennustaa ITERin pääjohtaja Ph.D. Bernard Bigot. ”Puhtaan, -runsaan, -turvallisen, -taloudellisen energian tarjoaminen olisi planeetallemme suurenmoinen asia.”

Ohessa muutama linkki projektiin (myös virtuaali-esitys viimeisimpänä).

https://www.iter.org/construction/construction

https://www.iter.org/doc/www/content/com/Lists/list_items/Attachments/75...

https://static.iter.org/com/360/calendar/2018-08/

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

1Suosittele

Yksi käyttäjä suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelija

NäytäPiilota kommentit (5 kommenttia)

Käyttäjän KH kuva
Kalevi Härkönen

"Kuinka paljon fuusiolaitos maksaa ja kuinka paljon niitä tarvitaan?

2 000 MW:n fuusiolaitoksen alkupääomakustannukset ovat 10 miljardia dollaria."

Luvataan siis suuruusluokaltaan vastaavaa hintatasoa jota nykyään ydinvoimalat maksavat. Lisäksi 2040 tulee kovin myöhään, ellei sitten noita laitoksia pystyttäisi silloin valmistamaan liukuhihnatuotantona.

Ilmastonmuutoksen torjujaksi tuosta ei näyttäisi tulevan ratkaisua, mutta kenties jotain, jolla jälkeläisemme vuosisadan loppupuolella tuottavat energiaa. Seurataan mielenkiinnolla.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Vähän tulee kiire. Toisaalta, ensimmäinen asennus-vaihe olisi 2018-2025 välillä ja joulukuussa 2025 ensimmäinen plasma-vaihe. Jos poliittista tahtoa ja taloudelliset investoinnit riittävät, ehkä ITER-projekti myös aikaistuu kasvavan globaalin energiatarpeen tyydyttämiseksi. Tämän luulisi vauhdittavan päätöksiä.

Käyttäjän aveollila1 kuva
Antero Ollila

Toivotaan, että ITER-projetki onnistuu. Toistaiseksi projekti on mennyt niin, että n. vuodesta 1990 lähtien reaktorin on luvattu valmistuvan n. 30 vuoden kuluttua. Lupaavaa on, että nyt tuo aikajana on lyhentynyt 20 vuoteen.

Käyttäjän rjaaskel kuva
Risto Jääskeläinen

Just aioin kirjoittaa tuosta 30 vuoden viiveestä. Kun laskin, miten ilmoitettu viive vähenee, sain puoliintumisajaksi n. 64 vuotta. Tämä taas ennustaa, että vuoden 2250 tietämissä viivettä olisi jäljellä enää vain 2 vuotta. Jos 30 vuoden viive on käytännössä sama kuin ääretön, tekniikan kehitystä ennusteltaessa, kahden vuoden viive tarkoittaisi jo varmahkoa toteutumista. Myönnän, etteivät puoliintumisaikalaskut ole minulla selkäytimessä, mutta silti ennustan fuusiovoimalan toteutuvan vuonna 2252 jKr.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

ITERin toteutumisen reaalisista aikatauluista olisi ehkä viisainta tiedustella asianosaisilta eli asiantuntijoilta itseltään, kuten PhD. G. De Temmermanilta Ranskan Marseillesista. Se taas ei ole oikein viisasta, kun heittää asenteellisesti hiekkaa rattaisiin, ottamatta asioista perusteellisemmin selvää.

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset