PlusVoorpublicatie

Nog 5 jaar te gaan: wordt het nog wat met die kernfusie?

Over een kleine vijf jaar moet de internationale kernfusiereactor Iter klaar zijn. Is een nieuwe, schone vorm van energie opwekken daarmee eindelijk in zicht? Wetenschaps­journalist Jean-Paul Keulen, schreef er een boek over. Maandag verschijnt het. Een voorpublicatie.

De plasmakamer van de internationale fusieractor Iter in het Britse Culham. Naar verwachting wordt deze testreactor in 2025 in gebruik genomen Beeld Eurofusion
De plasmakamer van de internationale fusieractor Iter in het Britse Culham. Naar verwachting wordt deze testreactor in 2025 in gebruik genomenBeeld Eurofusion

Ongetwijfeld kunnen we in 2025, of misschien wat later, een groot feest verwachten. Eindelijk is Iter af. Eindelijk bevindt zich in de internationale kernfusiereactor die dan ruim 20 miljard euro zal hebben gekost een plasma: een heet gas waarin de atoomkernen en de elektronen die eromheen zwermen van elkaar zijn losgerukt. Maar wat wil die mijlpaal nu eigenlijk zeggen?

Nou, vooral dat alles wat er tot op dat moment gebouwd is daadwerkelijk doet waar het voor bedoeld is. Het is namelijk niet de bedoeling dat er vervolgens kernfusiereacties in dat plasma gaan plaatsvinden; oftewel: dat waterstofkernen in dat plasma gaan samensmelten tot heliumkernen, waarbij energie vrijkomt. Dit eerste plasma moet gewoon een beetje in de Iter-reactor gaan rondhangen en laten zien dat het zich op zijn gemak voelt in zijn nieuwe hightech huis. Pas zo’n tien jaar later vinden er voor het eerst kernfusiereacties plaats.

Die kernreacties moeten dan tien keer zoveel energie gaan opwekken als ze verbruiken, zo is de belofte. Een record, want tot nu toe is het zelfs niet gelukt om in een kernfusiereactor evenvéél energie op te wekken als hij verbruikt. Maar daarbij zit er wel een addertje onder het gras.

Het genoemde verbruik gaat namelijk puur en alleen over het vermogen dat het plasma op de vereiste temperatuur van zo’n 150 miljoen graden houdt. Daarbovenop verbruikt een reactor als Iter nog een heleboel energie voor allerhande andere zaken. Tel je echt alles bij elkaar op, dan speelt Iter tegen 2035 ongeveer quitte. Bovendien: alle energie die Iter opwekt, gaat hoe dan ook verloren. Deze experimentele reactor kan namelijk geen stroom aan het elektriciteitsnet leveren. Die taak is pas weggelegd voor latere kernreactoren.

Ambitieuze doelen

Nu is het niet zo dat de internationale fusiegemeenschap denkt: eerst maar eens Iter bouwen, dan tien jaar klussen, dan fusie laten plaatsvinden, en als dát allemaal is gelukt, gaan we eens langzaam nadenken over de volgende stap. Die volgende stap is allang in gang gezet. Alle deelnemers aan het Iter-project behalve de VS (oftewel: de Europese Unie, India, Zuid-Korea, Japan, Rusland en China) werken elk aan hun eigen variant op Demo, een fusiereactor die wél stroom moet gaan opwekken.

Hoe al die Demo’s er precies uit gaan zien, is nog niet duidelijk; de ontwerpen hoeven pas voor 2030 helemaal rond te zijn. Maar reken op machines die nóg wat groter zijn dan Iter, dat al de grootste kernreactor ter wereld is. Hun doel is dan ook ambitieuzer: ze moeten niet 10, maar 25 of meer keer zoveel energie kunnen opwekken als nodig is om het plasma op temperatuur te houden. De meest ambitieuze Demovarianten zouden daarbij een vermogen tot 1500 megawatt moeten kunnen leveren – vergelijkbaar met de grootste kolen- en gasgestookte centrales van Nederland.

De verschillende Demoreactoren zouden rond 2055 af moeten zijn. Maar ook die zijn nog niet the real thing. De centrales zijn vooral bedoeld om te laten zien dat het kán, elektriciteit opwekken met kernfusie. Daarna moet de industrie het stokje overnemen en daadwerkelijk zulke reactoren gaan bouwen.

Dat is ook weer een fase die zo’n 25 jaar in beslag zal nemen – als er tenminste partijen te vinden zijn die willen investeren in een nieuw type energiecentrale dat pas decennia later met zijn werk kan beginnen. Gebeurt dat inderdaad, dan hebben we dus rond 2080 fusiereactoren.

En krijgen we dan een aardbol bezaaid met fusiecentrales die in onze volledige energiebehoefte voorzien? Nou, nee; dat is niet (meer) wat de wetenschappers uit dit veld voor zich zien. Het type reactor waar we het hier over hebben, is groot. Daar is ook niet onderuit te komen; een kleiner exemplaar levert simpelweg niet voldoende energie op om er wat aan te hebben. Dat maakt dat je fusie vooral wilt inzetten op plekken waar je ook veel energie nódig hebt – want zulke enorme hoeveelheden energie opslaan of over lange afstanden vervoeren, is alles behalve ideaal.

Fusie zal daardoor vooral van pas komen als je een miljoenenstad of een groot industriegebied (of beide) van energie moet voorzien. Toegegeven, de wereld is flink aan het verstedelijken, dus aan miljoenensteden zullen we anno 2080 geen gebrek hebben. Bovendien is Nederland in zijn geheel dichtbevolkt en geïndustrialiseerd genoeg om fusie een zinnige oplossing te laten zijn. Het is dus best voorstelbaar dat er hier tegen die tijd een fusiereactor verrijst.

Geen grote risico’s

En het mooie is: daar zijn ook geen enorme bezwaren tegen. Een fusiereactor kan namelijk geen meltdown krijgen à la Tsjernobyl. Dat is een kernsplitsingsreactor, waarbij je te maken hebt met een kettingreactie die – in uitzonderlijke gevallen – uit de hand kan lopen, met desastreuze gevolgen. Bij fusie werk je zoals gezegd met een plasma. Doe je dat niet goed, dan komt de boel gewoon tot stilstand. Dat is natuurlijk vervelend als je op dat plasma rekende om stroom te kunnen produceren, maar een ramp waarbij miljoenen mensen geëvacueerd moeten worden, zal niet optreden. Je kúnt zo’n ding dus prima in de buurt van een stad neerplanten, zonder dat mensen zich daar zorgen over hoeven te maken. (Of ze dat vervolgens ook niet dóén, is natuurlijk een ander verhaal.)

Maar hoe dan ook blijft er een groot stuk wereld over dat veel dunbevolkter is, en dat óók van energie moet worden voorzien. Dat zal dus op andere, hopelijk eveneens duurzame, manieren gaan gebeuren. Kernfusie is, met andere woorden, in de huidige visie niet meer die ene energiebron die alle andere overbodig maakt.

En in hoeveel van de wereldwijde energiebehoefte gaat fusie dan wél voorzien? Dat is natuurlijk koffiedik kijken, maar deskundigen noemen getallen tussen 10 en 30 procent. Fusie is in dat scenario een dure, maar betrouwbare bron van energie die niet terugloopt als de wind gaat liggen of de zon niet schijnt, die bij lange na niet de hele wereld draaiende zal houden.

Jean-Paul Keulen: De fusiedroom – Feiten en fabels over een veelbelovende energiebron.
Veen Media, €10,99.

Jean-Paul Keulen studeerde sterrenkunde en is eindredacteur van New Scientist. Voorheen was hij adjunct-hoofdredacteur van Kijk en eindredacteur van De Ingenieur, en schreef hij voor diverse andere media. Van zijn hand verschenen De deeltjesdierentuin (2012) en De deeltjessafari (2014), beide inleidingen in de deeltjesfysica. In 2017 schreef hij Verstoppertje spelen met aliens (2017) over de zoektocht naar buitenaardse beschavingen. Beeld Mats van Soolingen
Jean-Paul Keulen studeerde sterrenkunde en is eindredacteur van New Scientist. Voorheen was hij adjunct-hoofdredacteur van Kijk en eindredacteur van De Ingenieur, en schreef hij voor diverse andere media. Van zijn hand verschenen De deeltjesdierentuin (2012) en De deeltjessafari (2014), beide inleidingen in de deeltjesfysica. In 2017 schreef hij Verstoppertje spelen met aliens (2017) over de zoektocht naar buitenaardse beschavingen.Beeld Mats van Soolingen
Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met Het Parool?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van Het Parool rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@parool .nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden