Fusie-energie

Fusie-energie is een energiesoort die door middel van kernfusie wordt opgewekt. In fusiereacties versmelten twee lichte atoomkernen, waardoor een zwaardere atoomkern ontstaat (dit in tegenstelling tot kernsplijting, waar atoomkernen zich splijten in lichtere kernen). Daarmee komt een hoeveelheid bindingsenergie vrij door de sterke kernkracht, die zich uit in een toename van de temperatuur van de kernen. Fusie-energie is een onderzoeksgebied binnen de plasmafysica.

In de praktijk

De term van fusie-energie wordt vooral gebruikt wanneer men spreekt over de mogelijkheid om dit als bron voor de netstroom te gaan gebruiken, vergelijkbaar met het gebruik van de term "stoomkracht". De meest voorkomende ontwerpen binnen het onderzoek naar een werkbare exploitatie van de energie gebruiken een Tokamak-ontwerp dat magnetische restrictie toepast, of een controle over het plasma met lasertechnologie, die wordt gevoed door de hitte die vrijkomt door de fusiereactie, waarmee een stoomturbine wordt aangedreven die op zijn beurt de elektrische generatoren aandrijft, hetgeen vergelijkbaar is met het proces dat fossiele brandstoffen en kernenergie nu in energiecentrales ondergaan.

Het grootste experiment dat gebruikmaakt van de methode met magnetische restrictie is de Joint European Torus (JET). In 1997 produceerde JET een piek van 16,1 megawatt (21.600 pk) aan fusie-energie, wat ongeveer 65% was van de hoeveelheid aan inputenergie, met een fusiekracht van meer dan 10 megawatt (13.000 pk), intact voor meer dan 0,5 seconde. Zijn opvolger, ITER, werd aangekondigd als onderdeel van een door zeven landen ondersteund consortium. ITER is ontworpen om een 10 keer zo grote hoeveelheid fusie-energie te produceren dan de energie die in het plasma gestopt wordt. ITER wordt nu gebouwd in Cadarache in Frankrijk.

De techniek met plasmabeheersing door lasertechnologie werd lange tijd als meer ingewikkeld of zelfs als onmogelijk gezien, waardoor deze minder ontwikkeling heeft gekend dan de benadering met magnetisme. Echter heeft deze benadering nu een comeback gemaakt door verdere innovatie op dit gebied, en wordt nu ontwikkeld in de Verenigde Staten in de National Ignition Facility en gepland in Europa in de High Power laser Energy Research facility (HiPER). De NIF was voor het eerst operatief in 2010 en zit nu in een proces om de hoeveelheid geproduceerde energie per tijdseenheid omhoog te schroeven. Tests met de fusie-energie moeten nog volgen.[1]

Van door fusie-energie gegenereerde elektriciteit werd in het begin geloofd dat het redelijk haalbaar was, net als het geval was met kernenergie. Echter kent de energievorm extreme energiebehoeftes om de reacties en de plasmabeheersing op gang te houden, waardoor inschattingen werden verlengd met enkele decennia. In 2012, meer dan 60 jaar na de eerste pogingen, wordt gedacht dat daadwerkelijk gebruik van fusie-energie onwaarschijnlijk is voor 2050.[2]

Voordelen

Fusie-energie zou veel meer energie per gegeven hoeveelheid brandstof leveren dan welke andere technologie die nu in gebruik is dan ook, en de brandstof, vooral deuterium is rijkelijk aanwezig; ongeveer 1 op de 6.500 waterstofatomen is deuterium. Ondanks dat dit een laag percentage lijkt (ongeveer 0,15‰), is dit geen probleem, omdat kernfusiereactoren veel meer energie opleveren dan chemische verbranding en zeewater makkelijk te verkrijgen is en tevens in veel grotere hoeveelheden te vinden is dan welke fossiele brandstof dan ook. Er is in potentie genoeg deuterium om de gehele wereld voor de komende miljoenen jaren van energie te voorzien.

Ondanks dat het in principe gaat om een niet-hernieuwbare energievorm heeft fusie-energie wel vele voordelen die duurzame energie ook heeft, omdat het gaat over energievoorziening op de lange termijn en omdat geen broeikasgassen worden uitgestoten. Verder heeft het ook een aantal voordelen die niet-duurzame energievormen ook hebben, zoals een ononderbroken energielevering (in tegenstelling tot windenergie of zonne-energie).

Financiering

Ondanks dat fusie-energie nog steeds in een vroeg stadium is qua ontwikkeling, zijn grote hoeveelheden geld in het onderzoek ernaar gestoken. Zo heeft de Europese Unie in de twintigste eeuw in totaal bijna €10 miljard aan onderzoek uitgegeven. De kosten voor de nieuwe reactor van ITER worden alleen al op €10 miljard geraamd. Verder wordt geraamd dat de totale investeringskosten tot aan het punt dat fusie-energie daadwerkelijk gebruikt kan worden voor de dagelijkse stroom, nog eens €60 tot €80 miljard aan O&O kunnen bedragen. Dit zou over een periode van nu tot over 50 jaar het geval zijn en van de totale kosten zou €20 tot €30 miljard vanuit de EU gefinancierd moeten worden.[3] Onderzoek naar kernfusie ontvangt €750 miljoen (exclusief de subsidie voor ITER), wat veel geld is vergeleken met de €810 miljoen die wordt uitgegeven aan onderzoek naar alle andere energievormen bij elkaar.[4] Hiermee wordt onderzoek naar fusie-energie ver voor dat naar enig andere theorie geplaatst.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.