Nee, kernfusie levert geen stroom binnen vijftien jaar

De feiten: Amerikaanse energieminister denkt dat kernfusie snel stroom kan leveren

Bron: BBC, U.S. Department of Energy

De Amerikaanse energieminister Chris Wright vindt dat mensen zich niet te druk moeten maken over het klimaat en de opwarming van de aarde. Dat schrijft de Britse omroep BBC, die Wright recent interviewde in Brussel.

De minister in de regering van Donald Trump was daar voorafgaand aan het tweede staatsbezoek van de Amerikaanse president aan het Verenigd Koninkrijk deze week.

Optimisme over kernfusie steunt vooral op AI

‘Met kunstmatige intelligentie en wat er gebeurt in nationale laboratoria en particuliere bedrijven in de Verenigde Staten, hebben we binnen vijf jaar een aanpak om kernfusie op meerdere manieren te benutten,’ zei Wright tegen de BBC.

De Amerikaanse minister denkt dat een kernfusiereactor dankzij AI binnen acht tot vijftien jaar wereldwijd elektriciteit aan het net kan leveren. Waarom is niet bekend. Hij lijkt zijn voorspelling vooral te baseren op het vertrouwen in kunstmatige intelligentie en in Amerikaanse laboratoria en private bedrijven.

Belangrijke motor?

Kernfusie is de natuurkundige reactie die de zon al miljarden jaren brandend houdt. Op aarde is kernfusie de grote verwachting voor de toekomst, want het is een schone manier van energie opwekken die nog minder nadelen heeft dan kernsplijting.

Hoewel een kernfusiereactor niet zomaar uit de grond wordt gestampt, zegt Wright tegen de BBC dat de technologie snel een belangrijke motor wordt voor het terugdringen van broeikasgassen.

Cherry-picking

Wright staat bekend als iemand die de gangbare klimaatwetenschap in twijfel trekt.

Eerder dit jaar liet het Amerikaanse ministerie van Energie een rapport opstellen door vijf klimaatsceptische wetenschappers, waarin staat dat de dreiging van klimaatverandering overdreven is.

Tientallen internationale wetenschappers noemen het rapport misleidend. Zij beweren dat de vijf onderzoekers bij het verzamelen van hun data aan cherry-picking hebben gedaan. Ook zetten ze vraagtekens bij de academische integriteit van de vijf auteurs.

Wie zegt wat over Wrights uitspraak?

‘Er zijn zeker excellente partijen met de ambitie om kernfusie snel te ontwikkelen. Die werken heel serieus, met veel privaat geld aan de snelst mogelijke realisatie. Maar zij worstelen ook met grote technologische uitdagingen,’ zegt kernfusie-expert Marco de Baar (58) tegen EW. De Baar is directeur van het instituut DIFFER, dat fundamenteel onderzoek verricht op het gebied van fusie-energie.
De Baar: ‘AI wordt veel toegepast om complexe fysische berekeningen te versnellen. Dat leidt zeker tot verbeterd fysisch inzicht. Maar ik heb nog nooit een nieuw reactorconcept gezien dat is gemaakt en versneld door AI. De suggestie dat, dankzij AI, een kernfusiereactor binnen acht tot vijftien jaar elektriciteit aan het grid zou leveren, is dus vrijwel zeker onjuist. Ik wijs de uitspraken van Chris Wright dan ook stellig af.’
‘Er is een kloof tussen de publieke perceptie van klimaatverandering en de klimaatwetenschap zelf — en tussen eerdere overheidsrapporten en de wetenschap. Minister van Energie Chris Wright begrijpt dit,’ schrijft de Amerikaanse wetenschapper Steven Koonin in de Wall Street Journal. Koonin werkte mee aan het rapport van de vijf klimaatsceptici.
‘Dit is een totaal onrealistische verwachting en een gevaarlijk frame. Daar hoef je geen kernfusiespecialist voor te zijn, gezond verstand is genoeg,’ zegt kernfusie-expert Niek Lopes Cardozo (68), tevens emeritus hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven, tegen EW.
Lopes Cardozo: ‘Waarom is dit een gevaarlijk frame? Omdat met deze totaal onrealistische verwachting, namelijk door kernfusie voor te stellen als de silver bullet voor de energievoorziening, een argument wordt geconstrueerd om niets te hoeven doen aan de verduurzaming van het energiesysteem. Dat is gevaarlijk, omdat klimaatverandering reëel is en een grote bedreiging vormt voor de samenleving.’

EW’s visie: Wright verkondigt klinkklare onzin

Door: Laurien Onderwater, redacteur Vooruitgangsgeloof

Op papier is kernfusie een aantrekkelijke methode om energie op te wekken. Er komt geen koolstofdioxide bij vrij, een nucleaire meltdown is uitgesloten en er is veel minder kernafval dan bij kernsplitsing.

Grote energieopbrengst

Daarnaast is de energieopbrengst groter: volgens Energievergelijk.nl kan 1 kilo aan kernfusiemateriaal in theorie net zoveel energie genereren als 10 miljoen kilo fossiele brandstoffen. Tot slot is de brandstof (waterstof) ruim beschikbaar.

In de jaren vijftig werd een kernfusiecentrale daarom gezien als dé manier om alle energieproblemen op te lossen.

Extreem hoge druk nodig

Maar het trucje van de zon nabootsen in een kernfusiereactor is geen sinecure. In de zon doen de kernfusiereacties zich voor bij enorm hoge temperaturen, onder enorm hoge druk.

Die temperaturen kunnen wetenschappers nog wel bereiken in een fusiereactor, maar de hoge druk kan hier op aarde niet worden nagebootst. Om dat te compenseren, moet een fusiereactor nóg heter worden gemaakt dan het hart van de zon: tot liefst 150 miljoen graden.

Dat dat makkelijker is gezegd dan gedaan, bewijst de experimentele kernfusiereactor ITER die in Frankrijk staat. Deze demonstrator waar 33 landen samen aan werken, moet de wetenschappelijke en technische haalbaarheid aantonen van kernfusie als energiebron. Het plan was dat de eerste experimenten met de reactor in 2016 konden beginnen, maar dat wordt op zijn vroegst pas in 2034.

Er zijn ontzettend veel grote, complexe onderdelen nodig om de experimentele kernfusiereactor te kunnen bouwen.

En áls de reactor eenmaal up and running is, is zo’n machine nog lang geen energiecentrale die stroom levert aan het net. Daarvoor zijn weer allerlei extra onderdelen nodig die bij een demonstrator ontbreken.

Kernfusie voorlopig geen oplossing

Het klopt dat allerlei particuliere bedrijven bezig zijn met het ontwikkelen van een kernfusiereactor. Naast die commerciële partijen zijn landen met elkaar in een race verwikkeld om de eerste demonstrator te bouwen.

Maar mocht er — in het meest ideale scenario — over vijftien jaar wél een fusiereactor elektriciteit leveren aan het net, dan lost dat het CO2-probleem nog steeds niet op. Daar zijn duizenden reactoren voor nodig. Er is simpelweg geen industrie die zo veel reactoren kan realiseren, laat staan op korte termijn.

Kul

Dus zelfs als je helemaal meegaat in het verhaal dat er binnen vijftien jaar een paar fusiecentrales staan, dan nog duurt het vele decennia voor er zo veel zijn gebouwd dat ze impact maken op de energievoorziening.

Wright verkondigt stellig iets wat hij helemaal niet hard kan maken. Daar hebben wel meer Trump-bewindslieden een handje van.

Verdere verdieping: Zo werkt kernfusie in de zon

Op 150 miljoen kilometer hiervandaan speelt zich in de zon een briljante natuurkundige reactie af: kernfusie. Onder enorme druk en hoge temperaturen van rond de 15 miljoen graden Celsius worden waterstofatomen, die elkaar normaal afstoten doordat ze allemaal een positieve elektrische lading hebben, samengeperst.

Gevolg: de kernen van waterstofatomen smelten samen tot heliumatomen. Eén heliumatoom is daarbij net ietsje lichter dan de vier waterstofatomen waaruit het is ontstaan.

Dat minieme verschil in massa wordt omgezet in energie die de zon al ruim 4,5 miljard jaar brandend houdt. Een proces dat nog minstens zolang door zal gaan.