La idea de la fusión nuclear es fácil. Dos núcleos ligeros se fusionan para formar un núcleo mayor, liberando energía. Es lo que impulsa a las estrellas, mas edificar un reactor de fusión que pueda proveer energía de forma controlable no es sencillo. Nada simple. La fusión nuclear requiere elevadas temperaturas, altas presiones y tiempo.
Las centrales de energía nuclear tradicionales producen electricidad con uranio a través de fisión. No obstante, este género de energía no está libre de peligros, debido a los restos nucleares y su costo. La fusión, en cambio, no presenta estos inconvenientes, mas su desarrollo ha sido hasta el momento lentísimo. Se estima que la energía de fusión tiene un potencial enorme para solventar los inconvenientes energéticos en una economía con objetivo de emisiones cero.
La enorme pregunta sobre la fusión nuclear no es de qué manera, sino más bien en qué momento. La tecnología ha avanzado a pasos desmedidos en la última década y la posibilidad de generar reacciones eficaces y a un costo razonable parecía poco a poco más cerca. Hoy, esto ya es posible.
Un conjunto de científicos estadounidenses ha conseguido generar de forma exitosa una reacción de fusión nuclear capaz de generar más energía de la que es precisa para provocar el proceso. El Gobierno de E.U. ha declarado que “Estamos ante uno de los logros científicos más esenciales del siglo XXI”. Semeja que el sueño de una fuente de energía económica y potencialmente inacabable está más cerca que jamás.
Un salto histórico cara la energía inacabable
Entre una enorme expectación, la secretaria de Energía del Gobierno estadounidense, Jennifer Granholm, presentó hace unas poquitas semanas los avances que los estudiosos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore habían logrado en sus ensayos con reacciones de fusión nuclear.
El centro, había conseguido una pequeña reacción que da más energía de la que era precisa aportar para efectuarla (el inconveniente tradicional de la fusión). A través del láser más grande del planeta apuntado cara una bola de plasma de hidrógeno han logrado provocar la primera reacción en la que el cómputo energético es positivo (en concreto un cincuenta por ciento ).
On Dec. cinco, dos mil veintidos, a team at LLNL’s @lasers_llnl conducted the first controlled fusión experiment in history to achieve fusión ignition. Also known as scientific energy breakeven, the experiment produced more energy from fusión than the laser energy used to drive it. pic.twitter.com/t9htICEcuh
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December trece, dos mil veintidos
¿Qué implicaciones tiene esto? Aun es pronto para saberlo, mas el avance conseguido por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore supone un salto cara la posibilidad de una energía ilimitada y libre de emisiones de efecto invernadero. El programa de investigación ha costado la friolera de tres mil quinientos millones de dólares americanos, mas semeja que puede ser más que rentable si E.U. logra nutrir esta tecnología de cara al futuro de la potencia energética.
Mas el logro del Livermore no es el único. El año pasado, el Tokamak Superconductor Experimental Avanzado del Gobierno chino alcanzó una temperatura de ciento veinte millones de kelvin a lo largo de ciento uno segundos. En dos mil veinte, el reactor KSTAR de Corea del S. batió el récord precedente de cien millones de kelvin a lo largo de veinte segundos. Asimismo está el Joint European Torus (JET) de Oxfordshire (R. Unido), que aún ostenta el récord del Q más alto nunca alcanzado (llegó a Q = cero con sesenta y siete en mil novecientos noventa y siete). El JET termina de efectuar unas pruebas que han producido más de cincuenta y nueve MJ de energía en 5 segundos, más del doble que en mil novecientos noventa y siete.
El más relevante en Europa, el proyecto ITER, en nuestros días edifica un enorme consorcio internacional en el sur de Francia, trata de confinar un plasma caliente con grandes imanes superconductore. Previsto para entrar en funcionamiento en dos mil veinticinco, el ITER va a abrir el camino cara un reactor de fusión comercial llamado DEMO, que se edificará en dos mil sesenta.
La fusión comercial, el próximo paso
La idea de una energía inacabable y limpia es prácticamente ciencia ficción. Mas hoy en día, conforme el informe The Global Fusión Industry in dos mil veintidos, ya hay prácticamente cuarenta empresas dedicadas al desarrollo e implementación de la energía de fusión en el mundo entero. El ámbito, ha recibido más de mil ochocientos millones de dólares estadounidenses de financiación desde el año0 mil novecientos noventa y uno. Las 4 compañías más esenciales, Commonwealth Fusión Systems (CFS), General Fusión, TAE Technologies y Tokamak Energy, suponen prácticamente el ochenta y cinco por ciento de este nuevo y pujante ámbito.
Nº de empresas de fusión nuclear. Fuente:GFI.
Estas nuevas empresas procuran poder empezar a proveer electricidad a la red comercial en década de dos mil treinta. Si sus investigaciones y desarrollos tienen éxito, se ubicarían muy por delante de los avances que hoy vemos que se han conseguido desde el ámbito de la investigación pública. La realidad es que la inversión en empresas privadas de fusión se ha disparado en los últimos tiempos.
Inversión total en empresas de fusión nuclear en dos mil veintidos. Fuente:GFI
¿Qué pasase con lasa actuales empresas energéticas?
En nuestros días, la generación de electricidad representa más o menos el treinta por ciento de las emisiones mundiales de CO2. Para cumplir el propósito del Pacto de la ciudad de París de descarbonización total para dos mil cincuenta, muchos gobiernos y empresas están transicionando de los comburentes fósiles como fuente de energía primaria y recurriendo a nuevas tecnologías de energías renovables.
El propósito es lograr una red energética con cero emisiones de carbono. La volatilidad de los mercados energéticos, la inestabilidad a nivel económico y ciertos retos geopolíticos como la guerra en Ucrania han dificultado esta transición corto plazo, mas la nueva economía de las energía renovables ha llegado para quedarse.
La energías renovables eólica y solar son en nuestros días la manera más rentable de producir electricidad con cero emisiones de carbono, y se espera que para dos mil treinta sea la de menor costo de cualquier género de generación en la mayor parte de los mercados. No obstante, la eólica y la solar tienen sus limitaciones: no pueden producir electricidad cuando no existe viento o sol, algo que impide que sean la única fuente de energía para una red que consume a cualquier hora.
Conforme la transición energética se acelera, más industrias precisarán acceso a energía eléctrica (por poner un ejemplo la cada vez mayor flota de automóviles eléctricos respecto a automóviles de combustión). Esto significa más demanda de electricidad. McKinsey prevé que el consumo de electricidad se triplique de hoy a dos mil cincuenta, algo que precisa de nuevas tecnologías para ser posible.
En este sentido, la fusión nuclear semeja ser una de las soluciones más refulgentes al inconveniente. No obstante, ¿qué va a pasar con las compañías energéticas actuales? ¿Un largo y lento declive? ¿Un colapso? ¿Una reinvención?
El ámbito en conjunto supera los diez trillones de dólares americanos de valor, con las doscientos cincuenta compañías de energía más grandes del planeta ubicadas en países como USA o Labraba Saudita.
No hay acuerdo sobre de qué forma sería un futuro con la competencia de la fusión nuclear para las compañías tradicionales que se han enriquecido enormemente con los comburentes fósiles. Ciertas empresas, como la multinacional francesa Total y la británica BP, han apostado fuerte por pasar del petróleo a las energías renovables (eólica y solar). Mas pocos tienen aún en el punto de atención la idea de una fuente de energía inacabable como la fusión.
Ciertas de estas grandes energéticas si que se ha fijado en la nueva tecnología. La multinacional Chevron ha sido la última en interesarse por la fusión, invirtiendo en la start-up de fusión Zap Energy.
La realidad es que si la fusión verdaderamente llega a ser una solución comercial viable, en unas pocas décadas las compañías de energía que hoy conocemos podrían llegar a desaparecer.
La carrera de la fusión está en marcha
Absolutamente nadie sabe con absoluta seguridad qué va a pasar. De qué forma podría ser el nuevo mercado de la fusión y los costos que precisa una implementación a gran escala. La fusión tiene muchas ventajas sobre la fisión, como su seguridad, la ausencia de restos y la posibilidad de emplear comburente asequible.
Si los reactores de fusión logran escalar sus actividades seguramente y con un costo competitivo, tal vez en solo diez años el panorama energético mundial podría darse la vuelta 180º. En el caso de la fusión, no se trata de «si», sino más bien de «cuándo».