La fusione potrebbe fornire energia 24 ore su 24 senza emissioni di carbonio, se riuscisse a superare le enormi sfide tecniche. Non dovremmo rinunciarvi.
C’è una barzelletta sull’energia da fusione che viene sempre fuori quando si inizia a parlare di questa tecnologia. Recita così: La fusione è l’energia del futuro… e lo sarà sempre.
I reattori a fusione potrebbero un giorno fornire energia abbondante e a basso costo, senza emissioni di carbonio e utilizzando abbondanti combustibili. Ma la promessa di “un giorno” è stata mantenuta per molto tempo senza alcun risultato. Sono affascinato dal modo in cui la fusione ha generato tanto entusiasmo ma anche tanto scetticismo. Sarebbe il massimo ma difficile obiettivo nella tecnologia energetica.
La prossima settimana, in occasione del nostro evento ClimateTech, chiacchiererò con Daniel Brunner, cofondatore e Chief Technology Officer di Commonwealth Fusion Systems. Per questa settimana, quindi, consideriamo il ruolo delle tecnologie a lungo termine come la fusione, che potrebbero cambiare le cose per il cambiamento climatico.
Promesse e pericoli
La fusione è talvolta definita una tecnologia “moonshot”: un obiettivo ambizioso che sarebbe trasformativo, ma tecnicamente molto difficile da realizzare.
Il moonshot originale che ha reso popolare il termine riguardava letteralmente la luna: il presidente americano John F. Kennedy annunciò nel 1962 l’obiettivo di raggiungere la luna entro la fine del decennio (il fatto che la ricerca su questa tecnologia sia precedente a questo primo moonshot la dice lunga su quanto abbiamo aspettato la fusione).
Un reattore a fusione fa urtare gli atomi l’uno contro l’altro, facendoli fondere e liberando grandi quantità di energia. Il processo utilizza un combustibile economico e abbondante. Questo potrebbe significare energia 24 ore su 24 senza generare emissioni di carbonio: una combinazione da sogno per affrontare il cambiamento climatico.
Ma per far sì che la fusione avvenga in modo controllato sono necessarie numerose prodezze scientifiche e ingegneristiche. Le temperature all’interno del reattore devono superare i 100 milioni di °C (180 milioni di °F) e le aziende devono affidarsi a laser, magneti superpotenti o aggeggi altrettanto tecnologici per tenere il combustibile in posizione.
A causa di tutta questa complicata ingegneria, alcuni analisti prevedono che la fusione potrebbe non rivelarsi così economica, attestandosi intorno o appena al di sopra del costo delle energie rinnovabili (per saperne di più, leggete questo articolo di Wired dell’inizio dell’anno). Capisco l’argomentazione, ma gli analisti hanno sottovalutato il potenziale dei pannelli solari per oltre un decennio, quindi non sono ancora sicuro di essere pronto a sostenere una tesi solida in un senso o nell’altro sul costo finale della fusione.
Ad ogni modo, si tratta di una tecnologia potenzialmente trasformativa. La domanda è quando la fusione sarà davvero disponibile e se sarà abbastanza presto per fare qualcosa per il cambiamento climatico.
Percorso e progresso
Per quanto riguarda le prospettive future della fusione, osservo con interesse, eccitazione e una sana dose di scetticismo. È importante puntare sulle tecnologie a lungo termine, anche se le probabilità di successo sono basse.
Si tratta di un momento particolarmente positivo per la fusione, perché, come ricorderete, la tecnologia ha vissuto un momento scientifico importante poco meno di un anno fa. Per la prima volta, gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory sono stati in grado di generare da una reazione di fusione una quantità di energia superiore a quella immessa nel combustibile.
Con queste reazioni, la fusione ha raggiunto quello che a volte viene chiamato “pareggio scientifico”, una pietra miliare enorme. Ma, naturalmente, c’erano dei limiti.
I laser di questo reattore sono tra i più potenti al mondo, ma sono anche piuttosto inefficienti. Alla fine, è stata prelevata dalla rete elettrica più energia di quella prodotta dalle reazioni di fusione. La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che questa versione della fusione non è molto pratica per le centrali elettriche, almeno nel breve termine.
Pur essendo una pietra miliare, è stata più simbolica che pratica. È da notare che nel frattempo il più grande e famoso progetto di fusione del mondo sta languendo: l’enorme collaborazione internazionale ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) è stata afflitta da ritardi e da costi esplosivi.
Tuttavia, nonostante i lenti progressi della ricerca nazionale e internazionale, il settore privato ha mostrato molto interesse per la fusione. Gli investimenti cumulativi hanno raggiunto i 6,2 miliardi di dollari all’inizio di quest’anno. Gli investitori continuano a puntare su questa tecnologia, citando la necessità di tecnologie climatiche innovative e i recenti progressi del settore privato.
Anche se nessuna società privata di fusione ha raggiunto l’energia netta (o almeno non l’ha annunciata), ci sono state alcune pietre miliari da segnare. Commonwealth Fusion Systems ha battuto il record di intensità del campo magnetico con i suoi nuovi materiali superconduttori, una tecnologia che potrebbe essere la chiave per far funzionare la fusione in modo economico su scala. Altre startup, come TAE Technologies, hanno festeggiato temperature di 75 milioni di °C, o anche più alte, un altro passo fondamentale per raggiungere reattori a fusione praticabili.
È entusiasmante vedere un numero crescente di startup che si buttano sull’energia di fusione. C’è un senso di urgenza da parte di queste aziende, perché devono fare progressi e continuare a raccogliere fondi o rischiano di fallire.
Commonwealth Fusion Systems prevede di accendere il suo reattore e di generare energia netta intorno al 2025 e di avere un impianto funzionante all’inizio del 2030. Helion Energy (che un tempo prevedeva di essere operativa entro il 2020) sta ora pianificando l’entrata in funzione del suo impianto già nel 2028. L’azienda ha già stipulato un contratto di acquisto di energia con Microsoft.
Ma gli esperti sono scettici, come ha sottolineato il mio collega James Temple nel suo articolo sulla tempistica annunciata da Helion all’inizio di quest’anno.
Potenziale e prospettive
Non scommetterei necessariamente il pianeta sulla fusione e non credo sia quello che sta accadendo.
Abbiamo a disposizione le tecnologie per affrontare il cambiamento climatico in questo momento. Per il prossimo decennio, l’impiego di energia eolica e solare, di veicoli elettrici e di altre tecnologie disponibili ci aiuterà a raggiungere i nostri obiettivi di emissioni.
Spesso si teme che il finanziamento della fusione sottragga denaro alle tecnologie che hanno maggiori possibilità di avere un impatto a breve termine. Ma gli investimenti non sono necessariamente un gioco a somma zero. Il piatto sembra anche più grande ora, con l’Inflation Reduction Act negli Stati Uniti che ha stanziato 500 miliardi di dollari per le tecnologie climatiche nel prossimo decennio.
È possibile riconoscere che la tecnologia esistente avrà il maggiore impatto nel breve termine, pur ritenendo che le nuove tecnologie, come le batterie di nuova generazione, l’industria pesante alimentata a idrogeno e persino la fusione, potrebbero potenzialmente svolgere un ruolo massiccio in una versione futura del nostro mondo. Avere più opzioni sul tavolo nel 2030 o addirittura nel 2040 non potrebbe di certo nuocere – e anche se non sono ancora sicuro di quali potrebbero essere, tengo gli occhi aperti.
