Kärnfusion har länge varit en dröm för vetenskapen – en energikälla som är ren, obegränsad och revolutionerande. På senare år har framsteg i USA och Storbritannien visat på stor potential, men de största investeringarna och den snabbaste utvecklingen sker i Kina, vilket kan göra landet ledande i kapplöpningen om kommersiell kärnfusion.
Kärnfusion innebär att två lätta atomkärnor kombineras till en tyngre kärna, vilket frigör enorma mängder energi. Detta sker i extremt höga temperaturer – över 100 miljoner grader Celsius – i ett plasma, ett unikt tillstånd av materia. Till skillnad från kärnklyvning, som används i dagens kärnkraftverk, genererar fusion inga långlivade radioaktiva avfall och kan producera fyra gånger mer energi per kilogram bränsle.
Historiska framgångar i USA och Storbritannien
I december 2022 nådde forskare vid National Ignition Facility (NIF) i Kalifornien en milstolpe när de lyckades producera mer energi från en fusionsreaktion än vad som användes för att initiera den. Genom att använda 192 laserstrålar på en liten kapsel med väte skapade de temperaturer på 100 miljoner grader och tryck motsvarande 100 miljarder gånger jordens atmosfär. Experimentet producerade 3,15 megajoule energi från en input på 2,05 megajoule – ett genombrott som har upprepats med framgång.
I Storbritannien har JET-laboratoriet under 2024 producerat mer energi genom fusion än någonsin tidigare. Trots framgångarna betonar forskarna att det fortfarande finns stora hinder för att kommersialisera teknologin. Dr Aneeqa Khan från University of Manchester förklarar att de extrema temperaturerna och densiteten som krävs är tekniska utmaningar som måste lösas.
Kina satsar stort på kärnfusion
Kina har gjort enorma framsteg tack vare statligt stöd och privata investeringar. Regeringen investerar mellan 1 och 1,5 miljarder dollar årligen i kärnfusionsforskning, vilket är nästan dubbelt så mycket som USA:s satsningar på området. Shanghai-baserade företaget Energy Singularity har byggt sin egen tokamak, en avancerad fusionsreaktor, på bara tre år – snabbare än någon annan aktör.
Företaget har även använt högtemperatursupraledare i sina experiment, vilket kan göra mindre reaktorer lika effektiva som större traditionella tokamaker. Målet är att visa att metoden är kommersiellt hållbar till 2027 och att leverera el till elnätet med en tredje generations reaktor före 2035.
Utmaningar för USA och västvärlden
Trots framsteg i USA står landet inför utmaningar med föråldrad utrustning. Många amerikanska tokamaker är över 30 år gamla, vilket tvingar forskare att förlita sig på modernare anläggningar i Japan och Europa. För att möta detta byggs en ny fusionsanläggning, ATLAS, vid Colorado State University. Med investeringar på 150 miljoner dollar planeras anläggningen använda lasrar för att skapa fusion och förväntas vara operativ 2026.
En tävling om framtidens energi
Kapplöpningen om att utveckla kommersiell kärnfusion intensifieras. Medan USA och Storbritannien har tagit viktiga steg framåt, tyder Kinas aggressiva investeringar och snabba utveckling på att landet kan bli ledande inom kärnfusion de kommande decennierna. Om tekniken framgångsrikt kan skalas upp kan den innebära slutet för världens beroende av fossila bränslen och inleda en ny era av ren energi.
Källa: Oil Price