La energía, tal y como la conocemos y utilizamos, se obtiene a partir de combustibles fósiles, energía nuclear o fuentes de energía renovables. A medida que aumentamos nuestra ambición en la lucha contra el cambio climático, en la UE y en el resto del mundo, la atención debe centrarse en opciones energéticas más limpias y la transición hacia las energías verdes es una de las prioridades de la agenda política. No obstante, invertir únicamente en fuentes de energía renovables puede no ser suficiente para garantizar un suministro de energía estable, seguro y asequible.
El ITER, el mayor proyecto de máquina de fusión del mundo, podría contribuir en gran medida a cubrir las necesidades de energía limpia del futuro.
¿Qué es la fusión?
La fusión es la reacción nuclear que genera la energía del sol y las estrellas, pero también es uno de los objetivos tecnológicos más deseados en la búsqueda de energías limpias. La fusión se produce cuando los átomos son forzados a unirse bajo unas condiciones de temperatura y presión extremadamente elevadas, lo que hace que liberen enormes cantidades de energía al fusionarse para dar lugar a átomos más pesados. Es una forma de energía increíblemente densa, con abundantes cantidades de determinados isótopos de hidrógeno-combustible. Por lo tanto, la fusión es una fuente prometedora de energía segura, sin emisiones de carbono y prácticamente ilimitada, para los cientos de generaciones venideras.
¿El inconveniente? La fusión es muy difícil de lograr.
En primer lugar, recrear la fusión en la Tierra requiere una temperatura de 150 millones de grados Celsius, es decir, 10 veces más elevada que la del núcleo del sol. En segundo lugar, mientras que el deuterio, uno de los isótopos del hidrógeno, puede obtenerse fácilmente del agua del mar, los recursos mundiales de tritio, el otro componente principal, son escasos.
En tercer lugar, se requieren imanes enormes para contener el plasma (un gas que alcanza varios millones de grados Celsius) en un dispositivo de fusión con cámara de vacío denominado «tokamak».
Desde que se descubrió por primera vez el siglo pasado, los científicos han intentado replicar la potencia de la fusión en la Tierra y, tras una inversión considerable, esto está a punto de convertirse en un realidad. A finales de esta década se espera que la fusión sea capaz de suministrar electricidad a la red. En 50 años, ofrecerá a las generaciones futuras una fuente de energía más limpia y segura, con el potencial para satisfacer la mayor parte de la demanda energética mundial.
Historia de la fusión
En Europa existe una larga y rica trayectoria histórica en relación con la ciencia y la tecnología de la fusión, que se inició a principios del siglo XX, cuando el físico británico Francis William-Aston descubrió que se puede liberar energía neta al combinar átomos de hidrógeno para formar helio.
El desarrollo de la investigación sobre la fusión en Europa se aceleró en 1957 cuando se firmó el Tratado Euratom y se creó la Comunidad Europea de la Energía Atómica.
En 1977 la Comisión Europea aprobó el Joint European Torus (JET), un hito revolucionario en la ciencia de la fusión. Mediante un diseño de tipo tokamak, esta instalación de investigación sobre la fusión pretendía allanar el camino para el suministro futuro de energía procedente de la fusión nuclear a la red. Desde 1983, cuando se completó el JET y se obtuvo el primer plasma, se ha trabajado para lograr el santo grial de la ganancia de energía neta: obtener más energía del proceso de fusión que la que se utiliza para mantenerlo en funcionamiento.
El sucesor del JET, el reactor termonuclear experimental internacional (ITER) pretende lograr precisamente ese objetivo.
El proyecto ITER
El proyecto ITER es un proyecto único que pretende construir la mayor máquina de fusión del mundo. Mediante la promoción de la innovación y la colaboración internacional, el proyecto genera crecimiento económico y oportunidades de empleo, a la vez que sitúa a la UE a la cabeza de la investigación mundial en materia de fusión.
Los trabajos de construcción se iniciaron en 2007 en Cadarache, en el sur de Francia, en una zona de 42 hectáreas que actualmente alberga el tokamak, varios edificios, infraestructuras y fuentes de energía. El proyecto ITER es uno de los proyectos de ingeniería más complejos de la historia, ya que se requerirán millones de componentes para montar el reactor gigante, que pesará 23 000 toneladas.
El proyecto tiene su origen en el Acuerdo ITER, que fue firmado por 7 socios en 2006: China, Euratom (representado por la Comisión Europea), India, Japón, Corea del Sur, Rusia y EE. UU. Estos gobiernan de forma conjunta la Organización Internacional de la Energía de Fusión ITER, que es responsable de construir y gestionar el proyecto, y todos comparten recursos financieros y científicos para esta misión. Cada socio dispone de una agencia nacional que administra sus contribuciones; la agencia de la UE se denomina Fusion for Energy y está situada en Barcelona, en España.
Además de las actividades del ITER, la UE también promueve actividades de investigación, educación y formación sobre la fusión a través del consorcio EUROfusion, financiado por el Programa de Investigación y Formación de Euratom 2021-2025.
El futuro (cercano) de la fusión
El objetivo del ITER es producir 10 veces más energía de fusión que la potencia calorífica introducida en el plasma, lo cual constituye el paso experimental clave entre las máquinas de investigación actuales y las plantas de energía de fusión del futuro.
El año 2020 marcó un paso importante, con el inicio de la fase de montaje del tokamak, que durará 5 años. El siguiente gran hito será en 2025, cuando se prevé que el ITER cree su primer plasma supercalentado. Todo ello debería alcanzar su máxima potencia hacia 2035, con el objetivo de demostrar que se puede obtener más energía de la que se introduce.
Aunque el ITER en sí mismo no producirá electricidad (su propósito es más bien demostrar que la fusión a gran escala es posible), representa un avance enorme en la creación de energía de fusión e impulsará la transición de la investigación hacia la realidad.
Además de los avances en el centro europeo, más adelante este año, la UE y Japón inaugurarán el reactor de fusión JT-60SA, situado en Naka, Japón. Será el mayor tokamak en funcionamiento, hasta que el ITER empiece a funcionar. El JT-60SA ha sido diseñado y construido conjuntamente entre Japón y Europa con arreglo al «acuerdo del planteamiento más amplio». Sus propiedades específicas son su capacidad de producir plasmas de pulso largo. Sus misiones principales son prestar asistencia en relación con la explotación del ITER (que se prevé que se inicie en 2025) y contribuir al diseño del reactor de fusión de próxima generación de la UE: DEMO.
DEMO, la «instalación energética de demostración» que seguirá al ITER, será un programa impulsado por la industria y la tecnología que producirá electricidad para la red. Esto a su vez allanará el camino para la futura comercialización de energía de fusión y dará lugar a una energía sin emisiones de carbono, barata y prácticamente ilimitada, posiblemente a partir de 2050.
Fusión, empleo e industria europea
Aparte de hacer avanzar la investigación sobre la fusión, la participación de la UE en el proyecto ITER también ha contribuido a la economía, particularmente en términos de realización de inversiones significativas en la industria europea.
Entre 2008 y 2019, las contribuciones europeas al proyecto ascendieron a más de 5 600 millones en especie y en efectivo. Esto ha tenido un fuerte impacto positivo en la economía europea en cuanto al crecimiento económico y al impulso del empleo.
En un estudio sobre el impacto del ITER y otros proyectos de fusión en el marco paralelo del Planteamiento más amplio, mencionado anteriormente, se mostró que el ITER generó un impacto neto por valor de 104 millones EUR en 2008-2019. Además, las empresas individuales que producen componentes y prestan servicios para el ITER han notificado que han sido capaces de ampliar sus instalaciones, actualizar los equipos y contratar a personal.
En otro estudio sobre el ITER y la COVID-19, se analizó el impacto de la pandemia tanto en el ITER como en las empresas que participan en el proyecto. En dicho estudio se mostró que aunque dos terceras partes de las empresas se han visto afectadas negativamente, casi una tercera parte declaró que su participación en el ITER le ha proporcionado una mayor resiliencia frente a las consecuencias de la crisis.
Con arreglo a la nueva Ley Europea del Clima, la UE se ha comprometido a ser climáticamente neutra de aquí a 2050. A escala internacional, otros países están adquiriendo compromisos similares. Todos reconocen la enormidad del reto al que se enfrentan. La fusión tiene el potencial para realizar una gran contribución a este objetivo y el proyecto ITER es fundamental para poner en marcha esta nueva tecnología.
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Detalles
- Fecha de publicación
- 17 de mayo de 2021
- Autor
- Dirección General de Energía
- Lugar
- Bruselas