Ενέργεια: Το πυρηνικό μας μέλλον

Η παγκόσμια παραχθείσα ενέργεια συντίθεται από διαφορετικές πηγές. Κάποιες από αυτές είναι κυρίαρχες αλλά με πτωτική πορεία ενώ αντίθετα κάποιες άλλες, βρίσκονται σε ραγδαία άνοδο. Καμία όμως δεν φαίνεται να αποτελεί το καύσιμο του μέλλοντος, αυτό που θα κάνει την καρδιά της μετάβασης προς μία νέα εποχή, να χτυπά.

Τα τελευταία 30 χρόνια, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αναπτύσσονται παγκοσμίως. Το ποσοστό τους στο μείγμα της παγκόσμιας ενεργειακής κατανάλωσης, ολοένα και αυξάνεται. Η σχέση κόστους – οφέλους πλησιάζει αυτή των ορυκτών καυσίμων και αναμένεται τα επόμενα χρόνια να γίνει οικονομικότερη η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, σε σύγκριση με εκείνες που εκμεταλλεύονται ορυκτά καύσιμα. Επίσης, η τεχνολογία που διέπει την άντληση ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές όπως αυτή που εκμεταλλεύεται τον ήλιο, τον άνεμο, την κυκλοφορία του νερού, τη γεωθερμία, καθώς και η ενεργειακή εκμετάλλευση βιοκαυσίμων και βιομάζας, αναπτύσσεται ραγδαία, κάνοντας την όλο και πιο αποδοτική.

Παρά τα συγκεκριμένα θετικά στοιχεία, έχει διαπιστωθεί ότι μέσα σε τρεις δεκαετίες συνεχούς ανάπτυξης, ποσοστό μικρότερο του 20% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρισμού, καλύπτεται από ανανεώσιμες πήγες ενέργειας. Αν σκεφτούμε μάλιστα ότι το 16% παράγεται από υδροηλεκτρικά εργοστάσια, τότε μόλις το 3 με 4% παγκοσμίως ανήκει σε άλλες ανανεώσιμες πήγες, όπως η αιολική και η ηλιακή. Τα αποτελέσματα, ακόμα και μέσα από το πιο αισιόδοξο πρίσμα, δεν είναι καθόλου ενθαρρυντικά ως προς τη μείωση της χρήσης καυσίμων που επιβαρύνουν το περιβάλλον του πλανήτη ποικιλοτρόπως.

Τέτοια καύσιμα είναι κυρίως τα ορυκτά, δηλαδή ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Πέρα από το περιβαλλοντικό τους κόστος, είναι μη βιώσιμες πηγές ενέργειας. Ναι, μεν, η ανάπτυξη της τεχνολογίας μας δίνει την δυνατότητα πρόσβασης σε νέα αποθέματα τέτοιων ορυκτών καυσίμων, τα οποία παλιότερα δεν ήταν προσβάσιμα είτε για τεχνικούς είτε για οικονομικούς λόγους, δεν παύει όμως η συνολική τους διαθέσιμη ποσότητα να μειώνεται και στον ορίζοντα να διαφαίνεται η πλήρης κατανάλωσή τους.

Η πυρηνική ενέργεια στην παραγωγή της, πράγματι, δεν επιβαρύνει το περιβάλλον. Είναι εξαιρετικά αποδοτική και θα μπορούσε να καλύψει μεγάλο μέρος της μελλοντικής κατανάλωσης. Δυστυχώς όμως και αυτή, έχει πολύ σοβαρά μειονεκτήματα, όπως η παραγωγή των πυρηνικών απόβλητων που είναι μη διαχειρίσιμα πέρα από την αποθήκευση τους. Επιπρόσθετα, εμπεριέχει τον κίνδυνο κάποιου πυρηνικού ατυχήματος με καταστροφικές συνέπειες Τη δεκαετία του 2000 παρατηρήθηκε μια ανοδική τάση της πυρηνικής ενέργειας, η οποία όμως ανακόπηκε, ιδιαίτερα μετά το πυρηνικό ατύχημα στην  Φουκουσίμα, την άνοιξη του 2011.

Σε αυτό το τρωτό και εύθραυστο σκηνικό, όσον αφορά τη βιωσιμότητα των πηγών ενέργειας της ανθρωπότητας σήμερα, η παγκόσμια ενεργειακή ζήτηση αυξάνεται όπως και η κατανάλωση ενέργειας. Παράλληλα αυξάνεται ο παγκόσμιος πληθυσμός καθώς και το ποσοστό των ανθρώπων που αποκτούν πρόσβαση στον ηλεκτρισμό. Πώς θα καλυφθούν αυτές οι επιθετικά αυξανόμενες ανάγκες; Είναι αδιαμφισβήτητο ότι η ανθρωπότητα έχει ένα πρόβλημα μπροστά της το οποίο πρέπει να λύσει αν θέλει μία βιώσιμη αλλά εξίσου ανοδική πορεία.

Η εξέλιξη απαιτεί μία ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, χωρίς περιβαλλοντικό κόστος. Η λύση αυτή αν και ακούγεται σαν «επιστημονική φαντασία», φαίνεται να βρίσκεται μόνο μερικές δεκαετίες μακριά. Η απάντηση είναι τελικά η πυρηνική ενέργεια. Αλλά όχι αυτή της πυρηνικής σχάσης, της διάσπασης δηλαδή του ατομικού πυρήνα, αλλά εκείνη της πυρηνικής σύντηξης, της συνένωσης δηλαδή. Η πυρηνική σύντηξη μιμείται τον τρόπο με τον οποίο ο ήλιος παράγει τη δική του ενέργεια. Απλοϊκά, κατά τη σύντηξη πυρήνων, η ενέργεια που παράγεται είναι μεγαλύτερη από αυτή που απαιτείται για τη σύνδεση. Η ελεγχόμενη πυρηνική σύντηξη αποτελεί όνειρο της ανθρωπότητας εδώ και δεκαετίες. Δεν είναι κάποιο καινούριο θεωρητικό σενάριο. Πρόκειται για μια ανεξάντλητη, οικονομικά βιώσιμη και περιβαλλοντικά φιλική πηγή ενέργειας, απαλλαγμένη από την παραγωγή επικίνδυνων αποβλήτων.

Στην “Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης” (NIF), στο Εθνικό Εργαστήριο “Λόρενς Λίβερμορ” που βρίσκεται στις ΗΠΑ, πραγματοποιούνται πειράματα για την επίτευξη τεχνικά ελεγχομένης πυρηνικής σύντηξης, εδώ και χρόνια. Σε ένα κτίριο μεγέθους όσο ένα γήπεδο ποδοσφαίρου, 192 πανίσχυρες ακτίνες λέιζερ, οι όποιες ταξιδεύουν με απίστευτες ταχύτητες, συγκεντρώνονται επάνω σε ένα στόχο, μία μικροσκοπική κάψουλα που περιέχει υδρογόνο, θερμαίνοντάς την. Απώτερο στόχο έχουν, οι ακραίες συνθήκες που δημιουργούνται να προκαλέσουν συνένωση των ατόμων υδρογόνου ώστε να σχηματίσουν άτομα ηλίου, απελευθερώνοντας την ίδια στιγμή μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Μεγαλύτερης από αυτή που χρειάστηκε για να προκαλέσει τη σύντηξη. Πριν λίγες εβδομάδες, Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να παράγουν για λίγα κλάσματα του δευτερόλεπτου, περισσότερη ενέργεια. Τα αποτελέσματα του πειράματος δημοσιεύθηκαν σε επιστημονικά περιοδικά, αν και οι παράγοντες του πειράματος αναγνωρίζουν ότι βρισκόμαστε πολύ μακριά ακόμα από την απόλυτη ανακάλυψη.

Παράλληλα, μετά από μία πολύ ενδιαφέρουσα και μακρά ιστορία πολλών χρόνων, στο Κανταράς της Νότιας Γαλλίας, χάρη στη συνεργασία επτά μελών (Κίνα, Ε.Ε., Ινδία, Ιαπωνία, Κορέα, Ρωσία και Η.Π.Α), κατασκευάζεται από το 2008 ο “Διεθνής Πειραματικός Θερμοπυρηνικός Αντιδραστήρας” (ITER). Πρόκειται για μία συλλογική προσπάθεια που έχει ως στόχο την επίτευξη της τεχνικά ελεγχόμενης πυρηνικής σύντηξης για την παραγωγή ενέργειας.

Θα μπορούσαμε να περιορίσουμε την ενεργειακή ιστορία της ανθρωπότητας, σε τρεις μεγάλες, χαρακτηριστικές περιόδους. Η πρώτη περίοδος αποτελείται από την χρήση της ανθρώπινης μυϊκής δύναμης και αυτής των ζώων, την χρήση της φωτιάς, του αέρα και του ήλιου. Ο άνθρωπος στο ξεκίνημά του στηρίχτηκε αποκλειστικά στην ενέργειά του και αργότερα σε αυτή των ζώων. Πριν από 500.000 χρόνια, πιθανότατα, άρχισε να εκμεταλλεύεται την φωτιά, αρχικά για θέρμανση και μαγείρεμα και πολύ αργότερα για την επεξεργασία μετάλλων. Παράλληλα εκμεταλλεύτηκε την ηλιακή ενέργεια στην γεωργία και την αιολική για τις μετακινήσεις του στην θάλασσα. Από το 1800 και μετά, η ανθρωπότητα εισήλθε στη δεύτερη περίοδο με την βιομηχανική επανάσταση, όποτε και ξεκίνησε η ευρεία εκμετάλλευση των ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Στην τρίτη περίοδο, η οποία ξεκίνησε με τα πρώτα επιτυχημένα πειράματα το 1938, ο άνθρωπος ανακάλυψε την πυρηνική ενέργεια. Σε αυτή την κατηγορία, ανήκει και η πυρηνική σύντηξη. Πιστεύεται από πολλούς, ότι στα επόμενα 20 με 30 χρόνια ο άνθρωπος θα επιτύχει την παραγωγή ανεξάντλητης και καθαρής ενέργειας μέσα από αυτή τη μέθοδο.

Το μυστικό με το οποίο παράγουν την ενέργεια τους τα άστρα, όπως ο ήλιος μας, φαίνεται να αποτελεί τελικά την ενέργεια του μέλλοντος.