Yenilikçi İspanyol tekstilleri 'yıldız enerjisi'nin geleceğinde yerini arıyor

Dünya çapındaki hükümetler, özel şirketler ve üniversiteler, geleceğin enerjisinin "kutsal kasesi" olmaya mahkum bir teknolojinin fethine giriştiler: nükleer füzyon . Temiz ve güvenli bir şekilde elektrik üretme amacıyla yıldızlarda meydana gelen süreci Dünya'da tekrarlama hayali, Avrupa'nın en iyi konumlanmış ülkelerden biri olan İspanya ile birlikte liderliği ele geçirmek için tüm olanaklara sahip olduğu bir bilimsel-iş yarışı başlattı. Ancak bu devrimde liderliği ele geçirmek, gelişmeleri hızlandırmak için milyonlarca dolarlık yatırımlar çeken Çin ve ABD gibi iki üst düzey rakip ile karşı karşıya olduğu için tam bir çaba gerektirecektir.

Ticari ölçekte elektrik üreten bir füzyon santrali kurmak çok uzak bir hayal gibi görünse de, laboratuvarda bugüne kadar elde edilen ilerlemeler, bu konuda iştahı canlı tutuyor ve hem kamu fonlarıyla finanse edilen hem de özel girişimlerle desteklenen ve başlangıçtan itibaren endüstriyel yapıya olumlu etki eden çok sayıda uzun vadeli projenin yaygınlaşmasını teşvik ediyor.

Eski Kıta altın bir fırsatla karşı karşıya. Yapay zeka için verilen iş savaşında zaten devre dışı bırakıldı ve 21. yüzyılın en büyük teknolojik vaatlerinden biri olarak kabul edilen bu enerji kaynağının başına aynı şeyin gelmesini istemiyor. Ülkemiz, AB içinde bir dizi güçlü yönü sayesinde uluslararası bir ölçüt olmayı hedefliyor. Olağanüstü mühendislik yeteneği, Enerji, Çevre ve Teknolojik Araştırma Merkezi'nin (Ciemat) bir parçası olan Ulusal Füzyon Laboratuvarı gibi prestijli kuruluşlar ve üçüncü yüklenici olduğu ITER veya tesisleri Granada'nın Escúzar belediyesinde yer alacak olan Ifmif-Dones gibi girişimlere aktif katılım, İspanya'nın önemli bir oyuncu olarak konumunu sağlamlaştıracağına dair güven veriyor. Dahası, Kongre yakın zamanda bu alandaki ulusal ekosistemi güçlendirecek bir Ulusal Nükleer Füzyon Stratejisi oluşturmak için yasa dışı bir teklifi onayladı.

İklim krizinin acil olduğu bir bağlamda, füzyon enerjisinin avantajı, doğal kaynakların mevcudiyetine bağlı olarak dalgalanan yenilenebilir enerjilerin aksine, neredeyse sürekli olarak çalışabilen güvenli, temiz ve tükenmez bir kaynak olması ve bu sayede istikrarlı bir elektrik şebekesinin ideal bir tamamlayıcısı olmasıdır. Hidrojen elde etmek için uranyum gibi tedariki üçüncü tarafların elinde olan karmaşık elementler yerine su gibi bir ham maddeye ihtiyaç duyduğundan, kıtanın istikrarını ve enerji bağımsızlığını garanti altına almak için bir formül de temsil eder.

Bilim kurgu gibi görünse de, bu teknoloji uygulanabilirliğini kanıtladı. Eylemsiz füzyon stratejisi çerçevesinde, 2022'de Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim insanlarının, başlatmak için gerekenden daha fazla enerji üreten bir laboratuvarda ilk füzyon reaksiyonunu başardıklarını hatırlamakta fayda var. Özellikle, reaktörü "ateşlemek" için 2,05 megajoule gerekirken, 3,15 megajoule üretildi. Aralık 2023'te, kazanç eşiğini uzatarak bu başarıyı tekrarladılar.

Avrupa bağlamında, manyetik füzyon stratejisinin bir parçası olarak, EUROfusion konsorsiyumundan araştırmacılar, İngiltere'de bulunan Ortak Avrupa Torusu (JET) reaktörünü kullanarak beş saniye boyunca rekor düzeyde 59 megajoule sürekli füzyon enerjisi elde ettiler.

"Bu iki bölge, yeni bir füzyon macerasının başlangıcına zemin hazırlayan elde edilen sonuçlar için değerlendirilmelidir," diye vurguluyor Ulusal Füzyon Laboratuvarı müdürü Carlos Hidalgo. "Nükleer füzyonu bir laboratuvarda kontrol etme hayali," diye devam ediyor, "artık bir gerçek. Şimdi ikinci bölüme başlıyoruz: onu topluma getirmek ." Muazzam potansiyeli, hem Avrupa hem de uluslararası düzeyde önemli bir özel ilgiyi ateşledi ve bir değişim anına tanık oldu: "Onlarca yıldır, kamu sektörü bir laboratuvarda füzyon enerjisi üretme hayalini finanse eden taraf oldu. İkinci bölüm için, kamu-özel sermayesi arzu edilen senaryodur." Başka bir deyişle, kamu merkezlerinin ve İspanyol endüstrisinin uygun şekilde konumlandırılmasını gerektirecek bir geçişin başlangıcındayız.

Riskler yüksek. Hidalgo, "Füzyon enerjisi, küresel enerji sistemini dönüştürme kapasitesine sahip potansiyel olarak yıkıcı bir teknolojidir ve yalnızca bilgi geliştirmeye yatırım yapmış devletler veya şirketler buna erişebilecektir," diye vurguluyor. Birincil enerji kaynakları yalnızca keyfi bir nedenden ötürü rezervleri olan ülkeler için mevcutken, "füzyonla yalnızca bilgiye sahip devletler ve özel kuruluşlar buna erişebilecektir."

Ve İspanya bununla övünebilir. "Ulusal Füzyon Laboratuvarı, Avrupa'daki füzyon araştırmalarını koordine eden konsorsiyum olan EUROfusion'ın bir üyesidir ve ülkemiz ayrıca kritik füzyon reaktör teknolojilerinin doğrulanması için kritik öneme sahip olacak dünyadaki benzersiz bir tesis olan Ifmif-Dones'a da ev sahipliği yapmaktadır. Ayrıca, ulusal endüstriyi ITER sözleşmelerinde (endüstriyel getiriler 1 milyar avroyu aşıyor) Fransa ve İtalya'nın ardından üçüncü sıraya yerleştiren güçlü bir iş sektörüne sahiptir," diye açıklıyor Hidalgo.

Ekim 2024'te Ciemat, CDTI, Ineustar ve Bilim, Yenilik ve Üniversiteler Bakanlığı, ekosistemi güçlendirmek için Ulusal Füzyon Stratejisi geliştirme sürecinin temellerini oluşturmak üzere bir toplantı düzenledi. Geçtiğimiz Mayıs ayında, Milletvekilleri Kongresi bu stratejinin geliştirilmesi için bir Yasa Dışı Teklifi (NLP) onayladı.

Ulusal Füzyon Laboratuvarı müdürü, bunun dayanacağı temelleri ana hatlarıyla belirtiyor. "İlk stratejik hedef, kamu-özel sektör iş birliğinin egemen olduğu bu yeni gerçeklikte rekabet edebilmek için önümüzdeki yıllarda ortaya çıkacak hem kamu hem de özel fırsatları ele almak üzere çok sayıda olan ulusal güçleri uyumlu hale getirmektir," diyerek söze başlıyor. Stratejinin bir diğer hedefi ise "kısa, orta ve uzun vadede, İspanya'nın bu alanda Avrupa'daki bilimsel ve teknolojik liderlik konumunu garantilemektir." Son olarak, bilgi ve teknoloji transferini kolaylaştırmayı amaçlıyor. Hidalgo, "Kamu-özel sektör iş birliği, çok miktarda bilgi biriktirdiğimiz kamu merkezlerini, bizim sahip olmadığımız finansal güce ve hızlı tepki kapasitesine sahip özel merkezlerin dinamikleri ve çevikliğiyle birleştirmek anlamına geliyor," diye belirtiyor. Herkesin kendi rolünü oynadığı "mükemmel bir evlilik".

Bu sinerjilerin bir örneği, gelecekteki füzyon santrallerinde kullanılacak malzemeleri test etmeyi, doğrulamayı ve nitelendirmeyi amaçlayan Ifmif-Dones programıdır. Escúzar'da (Granada) bulunacak olan bu araştırma tesisi, inşaatı için 700 milyon avro, başlatılması için 50 milyon avro ve işletimi için yıllık 60 milyon avro daha seferber edecektir. Komisyon, inşaat ve başlatılmasına 202 milyon avro katkıda bulunacaktır; bu, projenin bu aşamalardaki finansmanının %25'ine eşdeğerdir. İspanya, inşaat maliyetinin %50'sini ve işletme maliyetinin %10'unu finanse etmeyi taahhüt etmiştir. Hırvatistan, inşaat ve bakım maliyetlerinin %5'ine katkıda bulunacakken, Japonya, inşaat aşamasında yatırımın %5'ine ve projenin tüm ömrü boyunca %8'ine katkıda bulunacaktır.

Konsorsiyumun yöneticisi Ángel Ibarra, gezegenin en güçlü parçacık hızlandırıcılarından birinin önemini vurguluyor: "Füzyon reaktörü inşa etmeyi hedefleyen herkes, malzemeleri veya bileşenleri test etmek ve düzgün çalışacağından emin olmak için bize gelecek."

Bu deneylerin yapılabileceği tek tesisin burası olacağını ve ülkemize Avrupa yol haritasında önemli bir rol vereceğini unutmayın. İlk adım, 150 milyon santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklarda plazmayı sınırlamak ve kontrol etmek için güçlü manyetik alanlar kullanan bir çörek şeklindeki makine olan tokamak konseptine dayalı bir tasarımla Cadarache'de (Fransa) ITER'i uygulamak olacaktır. Daha sonra, Ifmif-Dones , farklı malzemelerin nasıl davrandığını ve bozulduğunu incelemek için bir füzyon reaktörünün nötron ortamını simüle edecek ve bu, sürekli olarak elektrik üretmeyi amaçlayan bir füzyon santrali prototipi olan Demo'nun inşası için olmazsa olmaz bir şey.

Ibarra, yönettiği gibi projelerin öneminin yalnızca elde edilen bilimsel sonuçlarda değil, aynı zamanda bunların beraberinde getirdiği sosyoekonomik ve teknolojik etkide yattığını açıklıyor. "Altyapımızın inşası karmaşıktır ve bu da şirketleri günlük operasyonlarında kullanabilecekleri teknolojiler geliştirmeye zorlar. Daha önce yaptıklarından daha fazla hassasiyet veya kalitede üretim yapmayı öğrenirlerse, bu otomatik olarak diğer iş kollarına da yansır, bu nedenle dolaylı etki önemlidir," diye açıklıyor. Zaman ufukları sorulduğunda, hızlandırıcıyı tam kapasitede inşa edip başlatmanın yaklaşık on yıl süreceğini, ancak etkilerinin şimdiden hissedilmeye başlandığını söylüyor. "Ulusal yapı üzerindeki etki yıllık 50-60 milyon avro mertebesinde. Şu anda 50 çalışanımız var, ancak önümüzdeki yıllarda 400'e ulaşmayı hedefliyoruz ve dolaylı istihdam üç kat daha fazla olacak," diye açıklıyor.

Finansman kamuya açık olsa da, altyapıyı inşa etmek için gereken teknolojileri geliştirmede endüstriyle iş birliği yapıyorlar. "Ülkemizdeki şirketler birleşmeyle ilgili konularda oldukça başarılı. Şimdiye kadar başlattığımız her sözleşmeyi kazandılar," diye açıklıyor. Empresarios Agrupados, Idom, CT Ingenieros, Ayesa, AVS, Asturfeito, Idonial, Beebit ve Fus Allianz bu alanda uzmanlaşmış İspanyol firmalarından bazıları.

Akademinin son dönemdeki önemli gelişmelerinden biri de, Sevilla Üniversitesi Plazma Bilimi ve Füzyon Teknolojisi Laboratuvarı tarafından tasarlanan, üretilen ve işletilen, Ocak ayında ilk plazmasını başarıyla üreten son teknoloji ürünü deneysel füzyon cihazı Akıllı Tokamak oldu.

Gauss Fusion CEO'su ve Avrupa Füzyon Birliği başkanı Milena Roveda'ya göre, kıta liderlik etmek için gerekli bilim insanlarına, endüstriye ve teknolojiye sahip, ancak daha fazla kurumsal bağlılıktan ve kaynakları düzgün bir şekilde odaklayan tanımlanmış bir yol haritasından yoksun. "Çin'de nereye gittiklerini söylüyorlar ve herkes o yolu izliyor. Bir dereceye kadar, Avrupa'da belirli stratejik yönlerde ihtiyacımız olan şey bu. Hükümetler gözlerini açmalı ve füzyonun sadece bir enerji kaynağı olmadığını anlamalılar. Kıtanın güvenliğinin bir parçası, tıpkı son zamanlarda konuşulan savunma meselesi gibi," diyor.

Yirmi Yedi'nin başarılarına rağmen, Roveda bir finansman açığını yansıtan veriler sağlıyor. "Çin hariç (yılda 1,5 milyar dolar füzyon programına ayırıyor), son beş yılda bu nişteki özel şirketlere yapılan yatırım 8 milyar dolar oldu ve bunun %15'i bile Avrupa'da yapılmadı ," diye belirtiyor. Dünya çapında füzyon enerjisinde uzmanlaşmış 45 şirket olduğunu ve bunların %85'inin Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunduğunu tahmin ediyor. Ona göre, "özel girişimlerin rolü, son tarihlere ve bütçelere uyma, yenilik yapma, gelişimi hızlandırma ve maliyetleri düşürme teşvikleri oluşturma ve aynı zamanda rekabetçi bir ortam yaratma talepleri göz önüne alındığında, şu anda kilit öneme sahip."

Dikkat çeken şirketlerden biri, 2017'deki lansmanından bu yana Bill Gates tarafından kurulan Breakthrough Energy Ventures gibi yatırımcılardan 2 milyar dolardan fazla para toplayan Commonwealth Fusion Systems'dır. Şirket, 2030'ların başında üretime başlaması beklenen Chesterfield County, Virginia'da dünyanın ilk şebeke ölçekli füzyon santralini inşa edecek. Helion Energy, Microsoft'un 2028'den itibaren en az 50 MW elektrik alacağı ilk nükleer füzyon güç tedarik sözleşmesini imzalayan bir diğer önemli oyuncudur.

Milena, Gauss Fusion'daki CEO pozisyonundan, altı ülkenin (İtalya, Fransa, Almanya, İspanya, Hollanda ve Danimarka) Avrupa'nın ilk füzyon enerji santralini inşa etmek için dahil olduğu ve kendisinin " Füzyonun Eurofighter'ı " olarak adlandırmayı sevdiği bir proje üzerinde çalıştıklarını açıklıyor. "Almanya başbakanı, ülkenin dünyanın ilk füzyon santralini inşa etmesi arzusunu açıkça dile getirdi. Bunun mümkün olduğunu düşünmüyorum, ancak Avrupa'da, bu yüzden ilerlemeliyiz," diye yorumluyor.

Finansman kamu-özel olacak. "Avrupa Komisyonu Başkanı ile görüştüm ve kamu sektörünün başlamak için çok fazla para sağlamasının gerekli olmadığı, ancak özel yatırımı çekmek için yeterli olduğu mesajını ilettim," diye açıklıyor. Ona göre, "birçok özel oyuncu birleşmelere yatırım yapmakla ilgileniyor, ancak kamu sektörünün de kararlı olduğundan emin olmadıkları sürece, elbette kıtada istikrarlı bir düzenleyici çerçeve de dahil olmak üzere, bunu büyük ölçekte yapmaya cesaret edemiyorlar."

Avrupa'nın "ya başar ya da boz" anından geçtiğine inanıyor (tam başarı ya da tam başarısızlık), bu noktada kamu sektörü özel sektöre uyması için sinyal vermeli. "Fırsatı yakalarsak, birleşme Avrupa endüstrisinin yeniden doğuşu anlamına gelecek, çünkü bu son derece yüksek katma değerli bir sektör. Milyarlarca, yüksek vasıflı istihdam vb.'den bahsediyoruz." Peki kitlesel benimseme ne zaman gerçekleşecek? "2050'den önce değil, yüzyılın ikinci yarısında olacak."

Zaman alacak, ancak yıldızların enerjisi göz kamaştırıcı bir netlikle ortaya çıkıyor. Yeni bir döneme giden yol durdurulamaz.