Fuusioenergiatutkimus on kansainvälisesti murrosvaiheessa. Ilmasto- ja energiakriisien ratkaisujen tarve ja toisaalta yksityisten yritysten panostukset vauhdittavat tätä vielä kehitteillä olevaa energiamuotoa. Siksi VTT vahvistaa edelleen tieteellistä huippuosaamistaan fuusiotutkimuksessa ja sen teknologiakehityksessä. VTT:n johtava tutkija, TkT Tuomas Tala nimitettiin fuusioteknologian tutkimusprofessoriksi 1.3.2023 alkaen. Tala on työskennellyt myös 10 vuotta Iso-Britanniassa Joint European Torus (JET) -nimisellä tokamakilla, joka on maailman suurin ja suorituskykyisin fuusiotutkimuslaite.
Fuusioreaktoreita kehitetään etenkin perusvoiman tuotantoon eli sähkön tai vedyn tuotantoon suuressa mittakaavassa. Lupaava puhtaan energian tuotantotapa on suuren kansainvälisen kiinnostuksen kohteena. Fuusioenergian kehitystyö on siirtynyt yhä teknologiavetoisemmaksi kaupallisten toimijoiden myötä, joita on maailmalla jo yli 30, suurin osa Yhdysvalloissa. Viime vuonna yksityinen rahoitus fuusiotutkimukseen (~3 miljardia euroa) ylitti jo julkisen rahoituksen.
”Uuden professuurin tärkeimpiä tehtäviä onkin huolehtia siitä, että myös Suomessa pystymme vastaamaan nopeaan fuusiotutkimuksen murrokseen. Suomalaisilla yrityksillä on jo nyt mahdollisuuksia toimittaa tiettyjä komponentteja ja systeemejä ulkomailla rakenteilla oleviin fuusioreaktoreihin. Tavoitteena on kasvattaa suomalaiseen yritysmaailmaan vahvempaa fuusio-osaamista”, Tuomas Tala sanoo.
VTT:llä fuusiotutkimusta on tehty jo 70-luvun puolivälistä lähtien, mutta tutkimus alkoi laajeta Suomen liityttyä EU:hun 1990-luvulla.
”Euratomin rahoituksen mahdollistama fuusiotutkimus kasvoi nopeasti, ja Tuomas Tala on vetänyt ansiokkaasti tätä kehitystä VTT:llä. Fuusioteknologia vaatii monitieteellistä osaamista, jota meillä VTT:llä on. Teknologian siirtyessä nyt yhä lähemmäksi käytännön toteutusta synergiaa löytyy perinteiseen fissioenergiaan liittyvästä ydinenergiatutkimuksesta”, VTT:n Ydinenergia-tutkimusaluetta johtava Petri Kotiluoto kertoo.
Fuusiotutkimuksessa kiehtoo puhtaan energian kehittäminen tuleville sukupolville
Fuusioenergiassa on verrattomia etuja, jotka saivat Tuomas Talan valitsemaan alan.
”Kun tutustuin opiskelijana fuusioenergian suureen potentiaaliin vaikuttaa tulevien sukupolvien elämänlaatuun puhtaalla energialla, kiinnostukseni heräsi. Fuusioreaktoreissa ei synny lainkaan korkea-aktiivista jätettä kuten fissioreaktoreissa. Toinen, vähintään yhtä tärkeä etu on se, että fuusioreaktorit ovat sisäsyntyisesti turvallisia siitä yksinkertaisesta syystä, että fuusioituvaa polttoainetta on reaktorissa vain noin kymmeniä kilogrammoja eikä fuusioreaktorissa voi tapahtua sellaista onnettomuutta, jossa lähiympäristössä asuvia tai olevia ihmisiä jouduttaisiin evakuoimaan”, Tala kertoo.
Fuusioenergian tulo käyttöön edellyttää vielä useita teknologisia läpimurtoja, tähtäin on 2030-luvulla.
”Yksi virstanpylväs, termisen nettoenergian tuotto, saavutettiin laserfuusiotutkimuksen alalla Lawrence Livermoren kansallisessa laboratoriossa USA:ssa joulukuussa 2022. Magneettiseen koossapitoon perustuvalla tutkimushaaralla tämä tavoite on myös realistinen vielä 2020-luvulla. Seuraava suurenluokan tavoite ovat ITERin Deuterium-Tritium -kokeet 2030-luvulla. Rinnakkain kehitteillä olevien fuusiodemoreaktoreiden on osoittaa nettosähköenergian tuotanto, esimerkiksi 100MW nettosähköenergia. Tämän demonstroinnin jälkeen fuusioenergian kaupallistaminen etenee varmasti kovalla vauhdilla”, Tala uskoo.
Fuusioenergia on ydinvoimaa, joten yhteiskunnallinen fuusioenergian hyväksyttävyys tulee olemaan tärkeä teema seuraavan 10 vuoden aikana. Sisäsynnynnäisen turvallisuuden takia on tärkeää, ettei tulevien fuusioreaktoreiden lisensiointia tehdä liian raskailla prosesseilla. Lisensiointi onkin yksi tutkimusalue, missä Suomella on vahvuuksia myös yritysmaailmassa.
Tuomas Tala on Suomen edustaja Fusion for Energy:n hallituksessa (EU:n Procurement toimisto ITERin eurooppalaisille toimituksille). Hän on Suomen edustaja EU:n fuusiotutkimusta suorittavan Euratomin alla toimivan EUROfusion-konsortion hallituksessa sekä FinnFusion-konsortion johtaja. Tala on ITER-reaktorin ITPA-työryhmän (ITER Tokamak Physics Activity) eurooppalainen jäsen.
