Kernfusie is al tientallen jaren een ongrijpbare droom van onbeperkte schone en veilige energie. Indien de tegen 2030 in China geplande hybride kernreactor er met succes komt, dan is dit de eerste die met kernfusie commerciële hoeveelheden elektriciteit produceert en loopt China technologisch uit op het Westen.
De huidige kerncentrales werken via kernsplitsing. Een uraniumatoom wordt gesplitst in twee andere atomen en daarbij komt veel energie vrij.
Bij kernfusie daarentegen gaat het om de samensmelting van twee waterstofatomen tot één heliumatoom. Ook bij deze reactie komt veel energie vrij, en zonder de radioactieve afval die kernsplitsing met zich meebrengt. Er is echter een maar: kernfusie vereist extreem hoge temperaturen van miljoenen graden. Deze moeten voldoende lang en op adequate schaal aangehouden worden opdat de fusiereactie meer energie zou produceren dan men in het verhittingsproces stopt. Die extra energie moet in een bruikbare hoeveelheid geleverd worden.
Extreem dure en trage ontwikkeling
Het ontwikkelen van technologie en machines voor dit proces vordert traag en is extreem duur. De meest onderzochte technologie is de zogenaamde tokamak, een toestel waarin men energie extreem kan concentreren. In Frankrijk bouwt men sinds 2010 aan een grote experimentele tokamak, namelijk het ITER project, met deelname van de Europese Unie, de VS, Rusland, China, India, Zuid-Korea en het Verenigd Koninkrijk tot de Brexit. ITER zou in 2034 operationeel moeten zijn. Het huidige budget bedraagt 20 miljard euro, maar kan volgens sommigen oplopen tot 60 miljard.
Daarnaast doen landen en zelfs privébedrijven nog eigen onderzoek naar tokamaks en alternatieve technologische paden. ITER zal dubbel zo groot zijn als de huidige grootste tokamak die in Japan staat.
Chinese hybride technologie
Het is op zo’n alternatief pad dat China nu een reuzensprong lijkt te maken. Dit land gaat starten met de bouw van de eerste hybride fusie-splitsing reactor, met een capaciteit van 100 megawatt (zowat een tiende van een gewone kerncentrale). Het hybride basisconcept bestaat erin dat kernsplitsing en kernfusie elkaar wederzijds aanjagen. Daardoor zal er, vergeleken bij zuivere kernsplitsing, aanzienlijk minder zwaar radioactief materiaal vrijkomen voor dezelfde energieproductie.
De Xinghuo centrale die op 20 miljard yuan (2,6 miljard euro) gebudgetteerd is, wordt gebouwd in de zone voor hoge technologie van Yaohu Science Island in de stad Nanchang (provincie Jiangxi). Ze zou volgens een ruwe planning al in 2030 in het elektriciteitsnet kunnen ingeschakeld worden.
De openbare aanbesteding voor het milieueffectrapport van de Xinghuo supergeleidende reactor op hoge temperatuur is officieel gelanceerd. Dat rapport moet de basisgegevens van het project vastleggen, de impact bestuderen op lucht, water, geluidslast en milieu, een risicoanalyse maken, maatregelen tegen vervuiling voorstellen en een systeem van opvolging voorzien. Eind dit jaar moet het klaar zijn.
Dit project is een joint venture van China Nuclear Industry Construction Corporation en Lianovation Superconductor, een spin-off van het beursgenoteerde Lianovation Elektronics uit Jiangxi.
Het samenwerkingsakkoord dat de twee bedrijven in 2023 ondertekenden, voorziet dat Xinghuo een Q-waarde van meer dan 30 moet halen. De Q-waarde is de verhouding tussen de door de reactor geleverde energie en de energie die men er moet instoppen om de reactie op gang te houden. Hoe groot de stap vooruit is blijkt uit de nagestreefde Q-waarde van ITER: deze bedraagt slechts 10. De VS heeft vandaag in een eigen installatie een Q-waarde van 1,5 bereikt.
Een officiële timing voor het project is er nog niet. In een plan van 2021 voorzag de provincie Jiangxi de bouw van een fusiereactor tegen het einde van dit decennium. In 2023 beweerde Lianovation een hybride centrale van 100 megawatt te kunnen bouwen binnen vijf of zes jaar. Indien die planning lukt dan neemt China een aanzienlijke technologische voorsprong op andere landen.
China werkt overigens ook verder aan een eigen experimentele zuivere fusiereactor. De China Fusion Engineering Test Reactor, die 2 Gigawatt piekvermogen zou moeten leveren, komt in Hefei in de provincie Anhui en zal ongeveer gelijktijdig met ITER klaar zijn.
Bron: South China Morning Post
