Przybliżenie słońca do Ziemi za pomocą fuzji jądrowej: Dlaczego Niemcy chcą zbudować pierwszą na świecie elektrownię termojądrową

Czym jest fuzja jądrowa i dlaczego jest tak ważna?

Fuzja jądrowa jest uważana za jeden z najbardziej obiecujących sposobów rozwiązania globalnego problemu energetycznego. W tym procesie lekkie jądra atomowe łączą się ze sobą, uwalniając ogromne ilości energii, tak jak dzieje się to w Słońcu. W przeciwieństwie do konwencjonalnego rozszczepienia jądrowego, stosowanego w elektrowniach jądrowych, fuzja nie wytwarza długożyciowych odpadów radioaktywnych i nie może wymknąć się spod kontroli.

Przełom nastąpił w 2022 roku w Lawrence Livermore Laboratory w Kalifornii, gdzie po raz pierwszy w historii wyprodukowano więcej energii w wyniku fuzji jądrowej niż jej zużyto. To osiągnięcie naukowe przekształciło marzenie o nieskończonej energii z teoretycznej możliwości w namacalną rzeczywistość. Od tego czasu trwa intensywny globalny wyścig o zbudowanie pierwszego funkcjonalnego reaktora fuzyjnego.

Dlaczego Niemcy są głównym kandydatem na miejsce budowy pierwszej elektrowni fuzyjnej?

Niemcy mają doskonałe warunki, aby odegrać wiodącą rolę w dziedzinie syntezy jądrowej. Baza przemysłowa jest już gotowa, podobnie jak wysoko wykwalifikowani specjaliści i silne zaplecze badawcze. Co ciekawe, nawet amerykański przełom w Livermore został osiągnięty dzięki niemieckiej technologii – specjalne szkło do systemu laserowego pochodziło z firmy Schott z Moguncji, a w projekt zaangażowana była również firma inżynieryjno-mechaniczna Trumpf.

Rząd niemiecki dostrzegł ten potencjał i w październiku 2025 r. przyjął Plan działań na rzecz syntezy jądrowej. Plan ten zakłada zainwestowanie ponad dwóch miliardów euro w badania nad syntezą jądrową do 2029 r. Wyznaczony cel jest ambitny: Niemcy mają stać się gospodarzem pierwszej na świecie komercyjnej elektrowni termojądrowej.

Które niemieckie firmy są liderami w badaniach nad fuzją?

Trzy niemieckie startupy stały się pionierami w dziedzinie fuzji jądrowej i pracują nad realizacją marzenia o czystej energii, wykorzystując różne podejścia technologiczne. Monachijski Marvel Fusion koncentruje się na fuzji laserowej i pozyskał już 385 milionów euro. Firma planuje jednak przenieść część swojego rozwoju do Stanów Zjednoczonych, co rodzi pytania o przyszłość niemieckiego know-how.

Proxima Fusion, również z siedzibą w Monachium, jest spółką typu spin-off Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka i koncentruje się na technologii stellaratorowej. Firma otrzymała rekordowe finansowanie w wysokości 130 milionów euro w 2025 roku, co stanowi największą prywatną inwestycję w europejską syntezę jądrową. Focused Energy z Darmstadt pracuje nad fuzją inercyjną z wykorzystaniem technologii laserowej i pozyskała 200 milionów dolarów. RWE zainwestowało 10 milionów euro jako partner strategiczny.

Jak technicznie działa fuzja jądrowa?

Praktyczne wdrożenie syntezy jądrowej stanowi jedno z największych wyzwań technicznych naszych czasów. Paliwem są izotopy wodoru: deuter i tryt. Deuter występuje obficie w wodzie morskiej, natomiast tryt jest bardzo rzadki i musi być wytwarzany głównie w reaktorach fuzyjnych poprzez napromieniowanie litu neutronami.

Aby umożliwić fuzję, konieczne jest osiągnięcie temperatury około 150 milionów stopni Celsjusza. W tych ekstremalnych warunkach jądra atomowe łączą się, tworząc hel, uwalniając 17,6 megaelektronowolta na reakcję. Energia zawarta w jednym kilogramie mieszanki deuteru i trytu odpowiada energii 55 000 baryłek oleju napędowego lub 18 630 ton węgla brunatnego.

Jakie są największe wyzwania techniczne?

Rozwój funkcjonalnej elektrowni fuzyjnej wiąże się z kilkoma krytycznymi wyzwaniami. Produkcja trytu jest jednym z najtrudniejszych, ponieważ paliwo to rzadko występuje w naturze i musi być wytwarzane w samej elektrowni. Naukowcy pracują nad uzyskaniem trytu z litu za pomocą bombardowania neutronami, ale technologia ta nie jest jeszcze dopracowana.

Kolejnym problemem są niezwykle silne magnesy niezbędne do utrzymania gorącej plazmy. Te wysokotemperaturowe magnesy nadprzewodzące są technicznie niezwykle złożone i muszą działać niezawodnie, aby kontrolować plazmę. Co więcej, konieczne jest opracowanie materiałów, które będą w stanie wytrzymać intensywne promieniowanie neutronowe bez utraty integralności strukturalnej.

Jakie postępy poczyniono w niemieckich badaniach nad fuzją?

Niemieckie badania nad syntezą jądrową odniosły w ostatnich latach znaczące sukcesy. Wendelstein 7-X w Greifswaldzie, największy na świecie stellarator, ustanowił w 2025 roku nowy światowy rekord tzw. produktu potrójnego. Ten iloczyn gęstości cząstek, temperatury i czasu utrzymania energii jest kluczowym parametrem dla postępu w fizyce syntezy jądrowej.

Osiągnięto nowy rekord, ponad 43 sekundy, przewyższający nawet poprzednie rekordy dla systemów tokamakowych. Złożono ponad 700 wniosków projektowych dotyczących prac nad obiektem, z czego około 200 otrzymało najwyższy priorytet. Te sukcesy podkreślają pozycję Niemiec jako wiodącego kraju badawczego w dziedzinie syntezy jądrowej.

Jakie środki polityczne planuje rząd federalny?

Plan działań na rzecz syntezy jądrowej, przyjęty w październiku 2025 r., obejmuje osiem konkretnych obszarów działań. Finansowanie badań naukowych ma zostać wzmocnione, a w ramach programu „Fuzja 2040” kwota finansowania wzrośnie do 1,7 mld euro. Ponadto ma powstać ekosystem syntezy jądrowej łączący naukę i przemysł, aby promować transfer wiedzy i budować łańcuchy wartości.

Kluczowym punktem jest planowana reforma regulacji. W USA i Wielkiej Brytanii fuzja jądrowa jest już regulowana inaczej niż rozszczepienie jądrowe, co zapewnia większe bezpieczeństwo planowania inwestycji prywatnych. Niemcy wciąż pozostają w tyle pod tym względem, dlatego firmy zajmujące się fuzją domagają się odpowiedniej korekty przepisów.

Czego niemieckie firmy fuzyjne żądają od polityków?

Trzy wiodące niemieckie firmy fuzyjne przedstawiły jasne żądania decydentom politycznym we wspólnym dokumencie. Domagają się one trzech miliardów euro dofinansowania rządowego, aby zniwelować lukę finansową w sektorze głębokich technologii. Kwota ta może wydawać się wysoka, ale trafiłaby bezpośrednio do niemieckiego przemysłu, ponieważ drogie lasery i magnesy musiałyby być produkowane w Niemczech.

Kluczowym punktem krytyki jest podejście Niemiec do nowych technologii. Jak zauważył jeden z przedstawicieli branży, Niemcy zazwyczaj ustanawiają przepisy jeszcze przed rozpoczęciem jakiegokolwiek rozwoju. Ten szał regulacyjny sprawia, że ​​innowacje są niepotrzebnie kosztowne i powolne. Firmy domagają się mniej biurokratycznego podejścia, które zostało już z powodzeniem zastosowane w innych technologiach.

Nasze doświadczenie w zakresie rozwoju biznesu, sprzedaży i marketingu w UE i Niemczech – Zdjęcie: Xpert.Digital

Skupienie się na branży: B2B, digitalizacja (od AI do XR), inżynieria mechaniczna, logistyka, odnawialne źródła energii i przemysł

Więcej na ten temat tutaj:

• Centrum biznesowe Xpert

Centrum tematyczne z przemyśleniami i wiedzą specjalistyczną:

• Platforma wiedzy na temat globalnej i regionalnej gospodarki, innowacji i trendów branżowych
• Zbieranie analiz, impulsów i informacji ogólnych z obszarów, na których się skupiamy
• Miejsce, w którym można zdobyć wiedzę i informacje na temat bieżących wydarzeń w biznesie i technologii
• Centrum tematyczne dla firm, które chcą dowiedzieć się więcej o rynkach, cyfryzacji i innowacjach branżowych

Kiedy rozpoczną działanie pierwsze elektrownie fuzyjne?

Harmonogram uruchomienia pierwszych elektrowni fuzyjnych różni się w zależności od technologii i firmy. Niemieckie startupy planują uruchomić swoje pierwsze reaktory już na początku lat 30. XXI wieku. Jednak te wczesne elektrownie nie będą jeszcze opłacalne komercyjnie, ale posłużą jako demonstracje tej technologii.

Eksperci spodziewają się, że prawdziwie komercyjne i ekonomicznie opłacalne elektrownie fuzyjne będą gotowe pod koniec lat 30. lub na początku lat 40. Międzynarodowy projekt ITER we Francji, który pierwotnie miał być pionierem, zmaga się ze znacznymi opóźnieniami i nie rozpocznie działalności z odpowiednim paliwem deuterowo-trytowym przed 2039 rokiem.

Czy fuzja jądrowa jest naprawdę bezpieczna i przyjazna dla środowiska?

Fuzja jądrowa oferuje zdecydowane korzyści w zakresie bezpieczeństwa w porównaniu z konwencjonalnym rozszczepieniem jądrowym. Niekontrolowana reakcja łańcuchowa jest fizycznie niemożliwa, ponieważ w reaktorze znajduje się zaledwie kilka gramów paliwa. W przypadku awarii zasilania reakcja automatycznie się zatrzymuje. Paliwa radioaktywne mają również znacznie krótszy okres półtrwania niż produkty rozszczepienia w konwencjonalnych elektrowniach jądrowych.

Niemniej jednak, fuzja jądrowa generuje również odpady radioaktywne, głównie w wyniku aktywacji ścian reaktora promieniowaniem neutronowym. Materiały te muszą być bezpiecznie przechowywane przez kilkaset lat, ale są mniej problematyczne niż wysoce radioaktywne odpady jądrowe. Naukowcy pracują nad specjalnymi materiałami o niskiej aktywności, które mogłyby zostać poddane recyklingowi po 50–100 latach.

Jakie istnieją wyzwania ekonomiczne?

Ekonomiczna opłacalność elektrowni fuzyjnych nie została jeszcze ostatecznie udowodniona. Eksperci zakładają, że początkowe koszty będą porównywalne, a nawet wyższe niż w przypadku konwencjonalnych elektrowni jądrowych. Ze względu na wysokie koszty inwestycyjne, elektrownia fuzyjna musi pracować w sposób ciągły, aby była rentowna.

Potencjalnym problemem jest to, że elektrownie fuzyjne są projektowane jako elektrownie bazowe, podczas gdy system energetyczny przyszłości wymaga bardziej elastycznych i sterowalnych elektrowni. W systemie zdominowanym przez energię odnawialną, elektrownie muszą mieć możliwość szybkiego rozruchu i wyłączenia. Duże, złożone elektrownie fuzyjne nie są do tego idealnie przystosowane.

Jak fuzja wpisuje się w przyszły system energetyczny?

Rola syntezy jądrowej w przyszłym systemie energetycznym budzi kontrowersje. Podczas gdy jej zwolennicy twierdzą, że elektrownie termojądrowe są ważne jako niezawodne źródło energii bazowej, krytycy uważają je za zbyt mało elastyczne dla systemu o wysokim udziale energii odnawialnej. Elektrownie termojądrowe mogłyby jednak być wykorzystywane w energochłonnych procesach przemysłowych oraz w produkcji zielonego wodoru.

Ważnym aspektem jest to, że fuzja jądrowa nie ma na celu zastąpienia odnawialnych źródeł energii, lecz ich uzupełnienie. Zapotrzebowanie na energię znacznie wzrośnie w nadchodzących dekadach, między innymi ze względu na centra danych i cyfryzację. Na tym rozwijającym się rynku różne czyste źródła energii mogą współistnieć, nie zastępując się nawzajem.

Jaką rolę odgrywa konkurencja międzynarodowa?

Niemcy toczą zaciętą międzynarodową rywalizację o pozycję lidera w dziedzinie syntezy jądrowej. Oprócz Stanów Zjednoczonych, które osiągnęły ważny kamień milowy dzięki przełomowi w Livermore, nad tą technologią intensywnie pracują również Chiny, Japonia i inne kraje. Opóźniony projekt ITER pokazuje, że nawet ugruntowana współpraca międzynarodowa boryka się z wyzwaniami.

Niemieckie firmy podkreślają, że ich głównym konkurentem jest czas, a nie inne firmy. Jeśli jednej firmie uda się wprowadzić technologię do etapu dojrzałości rynkowej, pomoże to całej branży. Niemniej jednak jest oczywiste, że Niemcy muszą działać szybko, aby nie zaprzepaścić swojej przewagi technologicznej i zapobiec komercjalizacji niemieckiego know-how w innych krajach.

Jaki jest potencjał tworzenia miejsc pracy w przemyśle fuzyjnym?

Fuzja jądrowa mogłaby stać się istotnym czynnikiem gospodarczym w Niemczech. Wielomiliardowa inwestycja przyniosłaby korzyści przede wszystkim niemieckiemu przemysłowi, ponieważ lasery, magnesy i inne komponenty musiałyby być produkowane w Niemczech. W przeciwieństwie do innych technologii energetycznych, których moce produkcyjne często przenoszono za granicę, dałoby to możliwość stworzenia całego łańcucha wartości w Niemczech.

Branża fuzji jądrowej stworzyłaby nie tylko bezpośrednie miejsca pracy, ale także miejsca pracy dla dostawców i usługodawców. Regiony takie jak dawna elektrownia w Biblis mogłyby skorzystać na przekształceniu jej w obiekt fuzyjny, zastępując utracone miejsca pracy nowymi, przyszłościowymi miejscami pracy. Planowane przez rząd federalny centra kompetencji i doskonałości mają zapewnić dodatkowy impuls dla innowacji.

Jakie ryzyka i wyzwania pozostają?

Pomimo postępu, rozwój syntezy jądrowej wciąż wiąże się ze znacznym ryzykiem. Technologia ta nie jest jeszcze dojrzała, a wiele krytycznych problemów pozostaje nierozwiązanych. Rozwój materiałów odpornych na neutrony jest wciąż na wczesnym etapie, a produkcja trytu na skalę przemysłową nie została jeszcze potwierdzona.

Kolejne ryzyko wiąże się z finansowaniem. Wymagane inwestycje są ogromne, a prywatni inwestorzy często unikają wysokiego ryzyka technicznego. Bez masowego wsparcia rządowego rozwój nie będzie możliwy. Jednocześnie istnieje ryzyko, że technologia okaże się nieekonomiczna lub zostanie wyparta przez inne źródła energii.

Co to wszystko oznacza dla przyszłości energetycznej Niemiec?

Fuzja jądrowa stanowi strategiczną szansę dla Niemiec na zmniejszenie globalnego uzależnienia energetycznego od zasobów naturalnych i objęcie roli lidera technologicznego. Plan działania rządu federalnego pokazuje, że decydenci dostrzegli ten potencjał i są gotowi zainwestować znaczne środki.

Jednak synteza jądrowa nie będzie dostępna na czas obecnej transformacji energetycznej. Elektrownie termojądrowe nie będą w stanie odegrać znaczącej roli do 2045 roku, czyli docelowej daty osiągnięcia przez Niemcy neutralności klimatycznej. Technologia ta jest raczej inwestycją w zaopatrzenie w energię na drugą połowę wieku.

Szanse i wyzwania w równowadze

Niemcy mają realną szansę odegrać wiodącą rolę w globalnym wyścigu o pierwszą komercyjną syntezę jądrową. Istniejąca baza przemysłowa, doskonałość badawcza i zaangażowanie polityczne stwarzają sprzyjające warunki. Niemieckie firmy pracują nad różnymi obiecującymi rozwiązaniami i już pozyskały znaczące inwestycje prywatne.

Jednocześnie nie należy lekceważyć wyzwań. Problemy techniczne są złożone, luki w finansowaniu duże, a konkurencja międzynarodowa zacięta. Istnieje ryzyko, że Niemcy ponownie opracują technologię, która następnie zostanie skomercjalizowana gdzie indziej. Bez zdecydowanych działań politycznych i uproszczonych przepisów, Niemcy mogą szybko stracić swoją przewagę.

Następne kilka lat będzie miało kluczowe znaczenie. Jeśli Niemcy obiorą właściwy kurs, mogą stać się pierwszym krajem, który wykorzysta energię gwiazd do zasilania Ziemi. Byłby to nie tylko triumf nauki, ale także ważny element długoterminowego bezpieczeństwa energetycznego i ochrony klimatu.

☑️Naszym językiem biznesowym jest angielski lub niemiecki

☑️ NOWOŚĆ: Korespondencja w Twoim języku narodowym!

Konrad Wolfenstein

Chętnie będę służyć Tobie i mojemu zespołowi jako osobisty doradca.

Możesz się ze mną skontaktować wypełniając formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) . Mój adres e-mail to: wolfenstein ∂ xpert.digital

Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.

☑️ Wsparcie MŚP w zakresie strategii, doradztwa, planowania i wdrażania

☑️ Stworzenie lub dostosowanie strategii cyfrowej i cyfryzacji

☑️Rozbudowa i optymalizacja procesów sprzedaży międzynarodowej

☑️ Globalne i cyfrowe platformy handlowe B2B

☑️ Pionierski rozwój biznesu / marketing / PR / targi

Maszyna do renderowania 3D AI i XR: pięciokrotna wiedza Xpert.Digital w kompleksowym pakiecie usług, R&D XR, PR i SEM - Zdjęcie: Xpert.Digital

Xpert.Digital posiada dogłębną wiedzę na temat różnych branż. Dzięki temu możemy opracowywać strategie „szyte na miarę”, które są dokładnie dopasowane do wymagań i wyzwań konkretnego segmentu rynku. Dzięki ciągłej analizie trendów rynkowych i śledzeniu rozwoju branży możemy działać dalekowzrocznie i oferować innowacyjne rozwiązania. Dzięki połączeniu doświadczenia i wiedzy generujemy wartość dodaną i dajemy naszym klientom zdecydowaną przewagę konkurencyjną.

Więcej na ten temat tutaj:

• Wykorzystaj 5-krotną wiedzę Xpert.Digital w jednym pakiecie – już od 500 €/miesiąc