Domenico Ascione
Gli USA hanno stabilito un finanziamento milionario per sviluppare le prime centrali a fusione nucleare, l’energia del futuro
“La potenza del sole, nel palmo della mia mano”, chi non ricorda questa citazione di Spiderman 2 di Sam Raimi? Il dott. Otto Octavius, villain principale del film, sognava di realizzare una fonte di energia inesauribile in grado di emulare la potenza del sole: la fusione nucleare. Nel film non finisce bene e, del resto, per decenni gli scienziati non sono riusciti a riprodurre tale energia in modo sicuro.
Tuttavia, una svolta è arrivata questo inverno quando, per la prima volta nella storia, una fusione nucleare è avvenuta con successo, con risultati che superano ogni passata aspettativa.
Gli USA già investono milioni
Il Dipartimento dell’Energia sta investendo 46 milioni di dollari in otto aziende che stanno sviluppando centrali a fusione nucleare, che per oltre mezzo secolo è stato il sogno inafferrabile degli scienziati in materia di energia pulita. Ora, dopo la grande scoperta scientifica di dicembre, l’amministrazione Biden punta a realizzare “una dimostrazione su scala pilota della fusione” in tempi incredibilmente rapidi, “entro un decennio”.
Il finanziamento annunciato è una grande scommessa su quello che è considerato il “Santo Graal” dell’energia pulita. La generazione di elettricità dalle centrali nucleari imita il modo in cui le stelle creano la propria energia. Sebbene alcuni ricercatori siano ottimisti riguardo alla tempistica proposta da Biden, molti esperti sostengono che probabilmente ci vorranno diversi decenni prima che queste centrali futuristiche possano entrare in funzione.
Il DOE ha selezionato otto aziende di sette Stati diversi per questa tornata di finanziamenti. I finanziamenti saranno erogati nell’arco di 18 mesi. L’obiettivo è progettare un impianto pilota di fusione in cinque o dieci anni. Si tratta di un partenariato pubblico-privato sul modello del programma della NASA che ha contribuito a far decollare l’industria spaziale commerciale.
Come funziona
A differenza delle attuali centrali nucleari a fissione, che dividono gli atomi per generare energia, un reattore a fusione costringerebbe gli atomi più leggeri a unirsi per creare atomi più pesanti. Entrambe le strategie generano energia priva di carbonio, ma la fusione evita le spiacevoli scorie radioattive che la fissione lascia dietro di sé.
La fusione degli atomi richiede calore e pressione estremi, motivo per cui è stato così difficile per gli scienziati realizzarla in laboratorio. Fino a poco tempo fa, i ricercatori non erano mai riusciti a innescare una reazione di fusione che comportasse un guadagno netto di energia, ossia che producesse più energia di quella necessaria per innescare la reazione.
Quando nel dicembre 2022 gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory in California hanno finalmente ottenuto questo guadagno netto di energia, chiamato anche accensione della fusione, si è trattato di un’importante pietra miliare.
Quando avremo i primi risultati?
La strada per arrivare a un impianto pilota è ancora molto lunga. Ciascuna delle aziende premiate dal DOE dovrà dimostrare che la propria tecnologia è in grado di ottenere un guadagno netto di energia e di sostenere una reazione di fusione abbastanza a lungo da generare una quantità utile di elettricità. A quel punto, la nascente industria potrà passare alla progettazione di reattori su scala commerciale e alla costruzione della catena di approvvigionamento del combustibile da fusione (tipicamente isotopi di idrogeno).
Le aziende selezionate dovranno dimostrare di aver raggiunto le pietre miliari stabilite di comune accordo per poter essere rimborsate dal DOE durante il periodo iniziale di finanziamento di 18 mesi. Potrebbero avere diritto a ulteriori fondi federali nei prossimi cinque anni, in attesa dell’approvazione del bilancio del Congresso. L’Energy Act del 2020 e il CHIPS and Science Act del 2022 hanno autorizzato 415 milioni di dollari per la ricerca e lo sviluppo sulla fusione, ma l’iniziativa non è ancora stata completamente finanziata.
Nuova corsa al nucleare
I premiati devono anche affrontare la dura concorrenza di altre start-up nel campo della fusione. Oggi esistono più di 30 società di fusione e la maggior parte di esse è stata fondata negli Stati Uniti nell’ultimo decennio, secondo una scheda informativa della Casa Bianca. Una società con sede nello stato di Washington, chiamata Helion, che non è stata scelta per questo round di finanziamento, ha siglato questo mese un accordo con Microsoft per fornire energia pulita da una centrale a fusione che spera di sviluppare entro il 2028.
Si tratta di una tempistica molto aggressiva per realizzare un’impresa che ha impegnato i ricercatori per quasi un secolo. L’amministrazione Biden sostiene che un’azione rapida sulla fusione può aiutare ad affrontare il cambiamento climatico. Ma si tratta di un obiettivo ancora lontano. Gli Stati Uniti si sono impegnati a dimezzare le proprie emissioni di gas serra entro questo decennio, nell’ambito dell’accordo sul clima di Parigi. E mentre le fonti di energia rinnovabile a prezzi accessibili sono pronte per essere utilizzate oggi, le centrali a fusione non saranno ancora pronte per raggiungere questo obiettivo.