Innovatieve Spaanse textiel zoekt zijn plek in de toekomst van 'sterrenenergie'

Overheden, particuliere bedrijven en universiteiten over de hele wereld zijn zich gaan toeleggen op de ontwikkeling van een technologie die voorbestemd is om de "heilige graal" van toekomstige energie te worden: kernfusie . De droom om het proces dat zich in de sterren afspeelt op aarde na te bootsen met als doel op een schone en veilige manier elektriciteit op te wekken, heeft een wetenschappelijke-zakelijke race ontketend waarin Europa, met Spanje als een van de best gepositioneerde landen, alles in huis heeft om het voortouw te nemen. Het verkrijgen van het leiderschap in deze revolutie vereist echter een volledige inspanning, omdat het te maken krijgt met twee grote rivalen, China en de Verenigde Staten, die miljoenen dollars hebben aangetrokken om de ontwikkelingen te versnellen.

De bouw van een kernfusiecentrale die op commerciële schaal elektriciteit opwekt, lijkt nog ver weg, maar de vorderingen die tot nu toe in het laboratorium zijn geboekt, zorgen ervoor dat er animo is en dat er talloze langetermijnprojecten worden opgezet. Deze projecten worden gefinancierd door zowel publieke middelen als particuliere initiatieven en hebben vanaf het begin een positieve impact op de industriële structuur.

Het Oude Continent staat voor een gouden kans. Het is al verdrongen in de strijd om kunstmatige intelligentie en wil niet dat hetzelfde gebeurt met deze energiebron, die wordt beschouwd als een van de grote technologische beloften van de 21e eeuw. Binnen de EU streeft ons land ernaar een internationale referentie te worden dankzij een reeks sterke punten. Uitzonderlijk technisch talent, prestigieuze instellingen zoals het Nationaal Fusielaboratorium , onderdeel van het Centrum voor Energie-, Milieu- en Technologisch Onderzoek (Ciemat), en actieve deelname aan initiatieven zoals ITER, waar het de derde aannemer is, of Ifmif-Dones, waarvan de faciliteiten in de gemeente Escúzar in Granada zullen worden gevestigd, wekken het vertrouwen dat Spanje zijn positie als relevante speler zal consolideren. Bovendien heeft het Congres onlangs een niet-wetgevend voorstel goedgekeurd voor een Nationale Kernfusiestrategie die het nationale ecosysteem op dit gebied zou versterken.

In een context van dringende klimaatcrisis is het voordeel van kernfusie-energie dat het een veilige, schone en onuitputtelijke bron is die, in tegenstelling tot hernieuwbare energiebronnen, die fluctueren afhankelijk van de beschikbaarheid van natuurlijke hulpbronnen, vrijwel continu kan functioneren. Kernfusie-energie is daarmee een ideale aanvulling op een stabiel elektriciteitsnet . Omdat er een grondstof zoals water nodig is om waterstof te verkrijgen, in plaats van complexe elementen zoals uranium, waarvan de voorziening in handen is van derden, vormt kernfusie tevens een formule om de stabiliteit en energieonafhankelijkheid van het continent te garanderen.

Hoewel het misschien sciencefiction klinkt, heeft deze technologie haar haalbaarheid bewezen. In het kader van de traagheidsfusiestrategie is het de moeite waard om te onthouden dat wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië in 2022 de eerste fusiereactie in een laboratorium wisten te realiseren die meer energie produceerde dan nodig was om deze op te starten. Concreet was er 2,05 megajoule nodig om de reactor te "ontsteken", terwijl er 3,15 megajoule werd gegenereerd. In december 2023 herhaalden ze deze prestatie en verhoogden ze de versterkingsdrempel.

In Europese context hebben onderzoekers van het EUROfusion-consortium, als onderdeel van de magnetische fusiestrategie, de Joint European Torus (JET)-reactor in Engeland gebruikt om een ​​recordhoeveelheid van 59 megajoule aan continue fusie-energie gedurende vijf seconden te bereiken.

"Deze twee regio's moeten gewaardeerd worden om de behaalde resultaten, die de weg hebben vrijgemaakt voor het begin van een nieuw fusie-avontuur", benadrukt Carlos Hidalgo, directeur van het Nationaal Fusielaboratorium. "De droom om kernfusie in een laboratorium te beheersen", vervolgt hij, "is nu werkelijkheid. Nu beginnen we aan het tweede deel: de maatschappij ermee aan de slag te brengen ." Het enorme potentieel ervan heeft geleid tot aanzienlijke particuliere belangstelling, zowel op Europees als internationaal niveau, en is getuige van een moment van verandering: "Decennia lang financierde de publieke sector de droom om fusie-energie in een laboratorium op te wekken. Voor het tweede deel is publiek-privaat kapitaal het wenselijke scenario." Met andere woorden, we staan ​​aan het begin van een transitie die een adequate positionering van publieke centra en de Spaanse industrie vereist.

De inzet is hoog. "Fusie-energie is een potentieel disruptieve technologie die het wereldwijde energiesysteem kan transformeren, en alleen staten of bedrijven die hebben geïnvesteerd in de ontwikkeling van kennis zullen er toegang toe hebben", benadrukt Hidalgo. Terwijl primaire energiebronnen alleen beschikbaar zijn voor landen die, om een ​​of andere willekeurige reden, over reserves beschikken, "zullen bij kernfusie alleen staten en private entiteiten met de benodigde kennis er toegang toe hebben."

En Spanje kan bogen op een lofzang. "Het Nationaal Fusielaboratorium is lid van EUROfusion, het consortium dat het fusieonderzoek in Europa coördineert, en ons land is ook de thuisbasis van Ifmif-Dones , een unieke faciliteit ter wereld die cruciaal zal zijn voor de validatie van kritische fusiereactortechnologieën. Het land heeft bovendien een sterke economische sector die de nationale industrie op de derde plaats heeft gezet in ITER-contracten (industriële opbrengsten van meer dan € 1 miljard), na Frankrijk en Italië", legt Hidalgo uit.

In oktober 2024 kwamen Ciemat, CDTI, Ineustar en het Ministerie van Wetenschap, Innovatie en Universiteiten bijeen om de basis te leggen voor de ontwikkeling van een Nationale Fusiestrategie ter versterking van het ecosysteem. Afgelopen mei keurde het Congres van Afgevaardigden een voorstel voor een niet-wetsvoorstel (NLP) goed voor de ontwikkeling van deze strategie.

De directeur van het Nationaal Fusielaboratorium schetst de pijlers waarop het gebaseerd zal zijn. "De eerste strategische doelstelling is het harmoniseren van de nationale sterke punten, die talrijk zijn, om de kansen, zowel publiek als privaat, die zich de komende jaren zullen voordoen om concurrerend te zijn in deze nieuwe realiteit die gedomineerd wordt door publiek-private samenwerking, aan te pakken", begint hij. Een andere doelstelling van de strategie is "om op korte, middellange en lange termijn de wetenschappelijke en technologische leiderspositie van Spanje binnen Europa op dit gebied te verzekeren." Ten slotte beoogt het de overdracht van kennis en technologie te vergemakkelijken. "Publiek-private samenwerking betekent het verenigen van publieke centra, waar we een enorme hoeveelheid kennis vergaren, met de dynamiek en wendbaarheid van private centra, die de financiële slagkracht en het snelle reactievermogen hebben die wij missen", benadrukt Hidalgo. Een "perfect huwelijk" waarin iedereen zijn steentje bijdraagt.

Een voorbeeld van deze synergieën is het Ifmif-Dones-programma, dat gericht is op het testen, valideren en kwalificeren van de materialen die in toekomstige kernfusiecentrales zullen worden gebruikt. Deze onderzoeksfaciliteit, gevestigd in Escúzar (Granada), zal € 700 miljoen mobiliseren voor de bouw, € 50 miljoen voor de opstart en nog eens € 60 miljoen per jaar voor de exploitatie. De Commissie zal € 202 miljoen bijdragen aan de bouw en opstart, wat overeenkomt met 25% van de projectfinanciering in deze fasen. Spanje heeft toegezegd 50% van de bouwkosten en 10% van de exploitatiekosten te financieren. Kroatië draagt ​​5% bij aan de bouw- en onderhoudskosten, terwijl Japan 5% van de investering in de bouwfase en 8% gedurende de gehele looptijd van het project zal bijdragen.

Ángel Ibarra, directeur van het consortium, benadrukt het belang van wat een van de krachtigste deeltjesversnellers ter wereld zal worden: "Iedereen die een fusiereactor wil bouwen, komt naar ons toe om de materialen of componenten te testen en ervoor te zorgen dat ze goed functioneren."

Vergeet niet dat dit de enige faciliteit zal zijn waar deze experimenten kunnen worden uitgevoerd, wat ons land een cruciale rol geeft in de Europese roadmap. De eerste stap zou de bouw van ITER in Cadarache (Frankrijk) zijn, met een ontwerp gebaseerd op het tokamakconcept, een donutvormige machine die krachtige magnetische velden gebruikt om plasma op te sluiten en te beheersen bij temperaturen van meer dan 150 miljoen graden Celsius. Daarna zal Ifmif-Dones de neutronenomgeving van een fusiereactor simuleren om te bestuderen hoe verschillende materialen zich gedragen en afbreken, iets wat essentieel is voor de bouw van Demo, een prototype van een fusiecentrale die continu elektriciteit zal opwekken.

Ibarra verduidelijkt dat het belang van projecten zoals dat waaraan hij leiding geeft, niet alleen ligt in de verkregen wetenschappelijke resultaten, maar ook in de sociaaleconomische en technologische impact die ze met zich meebrengen. "De bouw van onze infrastructuur is complex, waardoor bedrijven technologieën moeten ontwikkelen die ze vervolgens in hun dagelijkse werkzaamheden kunnen gebruiken. Als ze leren om met grotere precisie of kwaliteit te produceren dan voorheen, vertaalt zich dat automatisch naar hun andere bedrijfstakken, dus de indirecte impact is aanzienlijk", legt hij uit. Gevraagd naar hun tijdshorizon, antwoordt hij dat de bouw en lancering van de accelerator op volle capaciteit ongeveer tien jaar zal duren, hoewel de effecten nu al merkbaar zijn. "De impact op de nationale structuur bedraagt ​​jaarlijks ongeveer 50-60 miljoen euro. We hebben momenteel 50 werknemers, maar we streven ernaar om er de komende jaren 400 te bereiken, en de indirecte werkgelegenheid zal drie keer zo groot zijn", legt hij uit.

Hoewel de financiering publiek is, werken ze samen met de industrie om de technologieën te ontwikkelen die nodig zijn om de infrastructuur te bouwen. "Bedrijven in ons land zijn behoorlijk succesvol in fusiezaken. Tot nu toe hebben ze elk contract dat we hebben gelanceerd binnengehaald", legt hij uit. Empresarios Agrupados, Idom, CT Ingenieros, Ayesa, AVS, Asturfeito, Idonial, Beebit en Fus Allianz zijn enkele van de Spaanse bedrijven die gespecialiseerd zijn in dit vakgebied.

Een van de recente mijlpalen van de academie is de Smart tokamak , een experimenteel, ultramodern fusietoestel dat is ontworpen, gebouwd en beheerd door het Plasma Science and Fusion Technology Laboratory van de Universiteit van Sevilla, dat in januari met succes zijn eerste plasma genereerde.

Voor Milena Roveda, CEO van Gauss Fusion en voorzitter van de European Fusion Association, beschikt het continent over de wetenschappers, de industrie en de technologie die nodig zijn om het voortouw te nemen, maar mist ze een grotere institutionele betrokkenheid en een duidelijk stappenplan dat de middelen goed concentreert. "In China zeggen ze waar ze naartoe gaan en iedereen volgt dat pad. Tot op zekere hoogte is dit wat we nodig hebben op bepaalde strategische vlakken in Europa. Overheden moeten hun ogen openen en beseffen dat kernfusie meer is dan alleen een energiebron. Het maakt deel uit van de veiligheid van het continent, net zo goed als de defensiekwestie waar de laatste tijd over gesproken wordt," zegt ze.

Ondanks de prestaties van de Twenty-Seven, levert Roveda gegevens die wijzen op een financieringstekort. "Exclusief China (dat jaarlijks $ 1,5 miljard aan zijn fusieprogramma besteedt), bedroeg de investering in particuliere bedrijven in deze niche de afgelopen vijf jaar $ 8 miljard, waarvan nog geen 15% in Europa is gedaan ", specificeert hij. Hij schat dat er wereldwijd 45 bedrijven zijn die gespecialiseerd zijn in fusie-energie, waarvan 85% in de Verenigde Staten is gevestigd. Volgens hem "is de rol van particuliere initiatieven op dit moment cruciaal, gezien de vraag om deadlines en budgetten te halen, prikkels te genereren om te innoveren, ontwikkeling te versnellen en kosten te verlagen, en tegelijkertijd een concurrerende omgeving te creëren."

Een van de opvallende bedrijven is Commonwealth Fusion Systems, dat sinds de lancering in 2017 meer dan 2 miljard dollar heeft opgehaald bij investeerders zoals Breakthrough Energy Ventures, het fonds opgericht door Bill Gates. Het bedrijf zal 's werelds eerste grootschalige fusiecentrale bouwen in Chesterfield County, Virginia, die naar verwachting begin jaren 2030 in productie zal gaan. Helion Energy is een andere belangrijke speler en heeft het allereerste contract voor de levering van kernfusie-energie getekend, op grond waarvan Microsoft vanaf 2028 ten minste 50 MW aan elektriciteit zal ontvangen.

Vanuit haar functie als CEO van Gauss Fusion legt Milena uit dat ze werken aan een project dat ze graag de " Eurofighter van de kernfusie " noemt. Hierbij zijn zes landen (Italië, Frankrijk, Duitsland, Spanje, Nederland en Denemarken) betrokken om de eerste kernfusiecentrale van Europa te bouwen. "De Duitse bondskanselier heeft publiekelijk zijn wens uitgesproken dat het land de eerste kernfusiecentrale ter wereld bouwt. Ik denk niet dat dat mogelijk is, maar het is wel mogelijk in Europa, dus we moeten vooruit", merkt ze op.

De financiering zal publiek-privaat zijn. "Ik heb de voorzitter van de Europese Commissie gesproken en hem de boodschap gegeven dat het niet nodig is dat de publieke sector veel geld verstrekt om te starten, maar wel genoeg om private investeringen aan te trekken ", onthult hij. Volgens hem "zouden veel private partijen geïnteresseerd zijn in investeringen in fusies, maar durven ze dat niet op grote schaal te doen, tenzij ze er zeker van zijn dat de publieke sector zich er ook voor inzet, inclusief natuurlijk een stabiel regelgevingskader op het continent."

Hij gelooft dat Europa een "make it or break it"-moment doormaakt (volledig succes of totale mislukking), waarin de publieke sector het signaal moet geven aan de private sector om te volgen. "Als we de kans grijpen, zal de fusie de wedergeboorte van de Europese industrie betekenen, aangezien het een sector is met een extreem hoge toegevoegde waarde. We hebben het over miljarden, hooggekwalificeerde banen, enzovoort." Maar wanneer zal de massale adoptie plaatsvinden? "Dat zal in de tweede helft van de eeuw zijn, niet vóór 2050."

Het zal tijd kosten, maar de energie van de sterren breekt door met oogverblindende helderheid. De weg naar een nieuw tijdperk is onstuitbaar.