Teksti Kemia-lehti, kuva Istock
”Fuusioenergia voi mullistaa energian tuotannon ja auttaa ratkaisemaan globaaleja ilmastohaasteita”, sanoo VTT:n Anssi Laukkanen. VTT on valittu mukaan fuusioenergian kaupallistamista tutkivaan ohjelmaan.
”Fuusioenergian on sanottu olevan aina 50 vuoden päässä. Nyt tutkimus etenee niin, että ensimmäiset kaupalliset toimijat lupaavat sovelluksia jo 5–10 vuoden päähän”, kertoo VTT:n tutkimusprofessori Anssi Laukkanen.
VTT on nyt kehityksen keskipisteessä, koska se päässyt mukaan Yhdysvaltain energiaministeriön rahoittamaan ARPA-E-ohjelmaan (Advanced Research Projects Agency – Energy).
Ohjelman tavoitteena on kiihdyttää fuusioenergian saamista kaupalliseen käyttöön.
ARPA-E tunnetaan huippututkimushankkeistaan, jotka keskittyvät energia-alan suurimpien haasteiden ratkaisemiseen.
Yhdysvaltain energiaministeriö ottaa nyt ensimmäistä kertaa mukaan ARPA-E-ohjelmaan ulkomaisen kumppanin, suomalaisen VTT:n.
Yhteistyön tekee poikkeukselliseksi se, että Yhdysvaltain energiaministeriö rahoittaa suoraan suomalaisen tutkimuslaitoksen osallistumista ohjelmaan.
VTT:n simulaatio- ja tekoälyteknologiat lyhentävät kehitysprosesseja vuosista kuukausiksi.
Materiaalien kesto testattava ääriolosuhteissa
Fuusioreaktiossa kaksi kevyttä atomia sulautuu yhteen ja siinä vapautuu energiaa. Fuusioreaktio vaatii käynnistymiseensä erittäin korkean lämpötilan – esimerkiksi Aurinko tuottaa energiansa juuri fuusion avulla.
Fuusiovoimalan materiaalien pitää kestää äärimmäisiä lämpötiloja ja säteilyolosuhteita useiden vuosien ajan. ARPA-E-ohjelman hankkeessa keskitytään muun muassa fuusiovoimaloiden ensiseinämän materiaalien kehittämiseen.
Fuusioenergian läpimurtoa aiemmin on hidastanut erityisesti ongelmat materiaalien kestävyydessä.
Lue myös: Fuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaan
VTT tuo hankkeeseen erityisosaamisensa laskennallisen materiaalitekniikan ja tekoälypohjaisten simulointimenetelmien saralla. Niiden avulla voidaan testata materiaalien kestoa ääriolosuhteissa simuloimalla jopa satoja miljoonia laskennallisia kokeita.
”Uusien materiaalien kehitysprosessi voi viedä vuosikymmeniäkin, mutta VTT:n kehittämät simulaatio- ja tekoälyteknologiat lyhentävät kehityssyklit kuukausiksi. Pääsemme nopeasti optimoimaan ja luomaan tapauskohtaisesti tuotettuja ja tiettyyn tarpeeseen räätälöityjä aineistoja”, Anssi Laukkanen kuvailee.
Säteily laskee turvalliselle tasolle 50–100 vuodessa.
Kehitystyötä jo vuosikymmeniä
Fuusio on teoriassa lähes päästötön energianlähde, eikä se tuota pitkään säilyvää ydinjätettä. Fuusioenergiaa on kehitetty 1950-luvulta lähtien. Fuusioreaktion hallitseminen on vaikeaa, mutta siinä on onnistuttu laboratorio-olosuhteissa 2022.
Ranskan Cadaracheen rakennetaan parhaillaan kansainvälisenä yhteistyönä isoa ITER-koefuusioreaktoria (International Thermonuclear Experimental Reactor). Reaktori on tarkoitus ottaa tutkimuskäyttöön vuonna 2035.
EU-komission tavoitteena on saada fuusioenergia sähköverkkoihin 2050-luvulla.
Fuusioenergian tuotannossa ei vapaudu kasvihuonekaasuja, eikä siinä synny vaarallista korkea-aktiivista jätettä kuten fissioydinvoimalassa.
Vaikka fuusioreaktiossakin on kyse ydinvoimaprosessista, säteily laskee turvalliselle tasolle 50–100 vuodessa.
Fuusiovoima ei voi aiheuttaa perinteisen ydinvoimalan kaltaisia vaaratilanteita tai ydinonnettomuuksia. Jos jokin menee fuusioreaktorissa pieleen, reaktori vain pysähtyy.
Lue lisää:
Kai Mykkänen Euroopan vetytaloudesta: ”Suomella on kolme ässää hihassa”
Edessä energiamurros – VTT:n Antti Arasto ei usko, että aurinko ja tuuli yksin riittävät
Tervetuloa Onkaloon, joka säilöö säteilevän ydinjätteen jääkausienkin yli
