|
7.12.2004 |
ET |
Euroopa Liidu Teataja |
C 302/27 |
Arvamus “Fusioonienergia” kohta
(2004/C 302/07)
Euroopa Majandus- ja Sotsiaalkomitee otsustas 29. jaanuaril 2004. a kooskõlas oma töökorraga (artikkel 29 lõige 2) töötada välja omaalgatusliku arvamuse järgmisel teemal: “Fusioonienergia”.
Tööde ettevalmistus tehti ülesandeks transpordi, energeetika, infrastruktuuri ja infoühiskonna osakonnale, kes võttis oma arvamuse vastu 10. juunil 2004. aastal. Ettekandja oli hr Wolf.
EMSK võttis oma 410. plenaaristungil 30. juunil – 1. juulil 2004. a (30. juuni koosolekul) 141 poolt-, 9 erapooletuhäälega vastu järgmise arvamuse:
Käesolev arvamus täiendab komitee varasemaid energeetika- ja arenduspoliitilisi arvamusi. Arvamus käsitleb reaktorite edasiarendamist fusioonienergia kasutamiseks ning selle oodatavaid positiivseid ohutus- ja keskkonnaalaseid aspekte. See leiab aset globaalse energiavajaduse valguses. Antakse ülevaade selleks vajalikust teadus- ja arendustööst ning langetatakse sellele hinnang. Arvamus puudutab ka Euroopa seisukohta hetkel ITER'i asukoha üle peetavatel läbirääkimistel.
Sisukord:
|
1. |
Energiaküsimus |
|
2. |
Tuumade lõhustumine (fissioon) ja tuumade ühinemine (fusioon) |
|
3. |
Senine areng |
|
4. |
Edasine tee fusioonijõujaamani |
|
5. |
ITER'i asukoha küsimus |
|
6. |
Kokkuvõte ja soovitused |
1. Energiaküsimus
|
1.1 |
Kasutatav energia (1) on meie kaasaegse tsivilisatsiooni ja kultuuri aluseks. Alles selle olemasolu piisaval määral viis tänase elustandardini: keskmine eluiga, varustatus toiduga, üldine heaolu ja isiklik vabadus on suurtes ja arenevates tööstusriikides tõusnud enneolematule tasemele. Ilma piisava energiavarustuseta oleksid need saavutused ohus. |
|
1.2 |
Kasutatava energiaga stabiilse, soodsa, keskkonnasõbraliku ja pideva varustatuse vajadus seisab Euroopa Ülemkogu Lissaboni, Göteborgi ja Barcelona otsuste lõikepunktis. Sellele vastavalt järgib Euroopa Liit energiapoliitikas kolme tihedalt seotud ja samaväärse tähtsusega eesmärki, nimelt (1) konkurentsivõime, (2) stabiilse varustatuse ja (3) keskkonna kaitset ja parendamist, kõiki koos säästva arengu nimel. |
|
1.3 |
Komitee on mitmes oma arvamuses tõdenud, et nimetatud eesmärkide saavutamist takistavad olulised tõkked, ning komitee on juba mitmeid kordi käsitlenud sellest tulenevat energiaprobleemi, selle erinevaid aspekte ja võimalikke lahendusteid. (2) Esile tuleb tõsta komitee arvamusi komisjoni rohelise raamatu “Teel üleeuroopalise strateegia poole ohutu energiavarustuse tagamiseks”, (3) samuti dokumendi “Vajalik uurimistöö ohutu ja säästva energiavarustuse nimel” (4) osas. |
|
1.4 |
Juba nendes on komitee rõhutanud, et energia tootmine ja kasutamine on seotud keskkonnariskidega, ohtudega, ressursside ammendumisega ning problemaatiliste välispoliitiliste sõltuvuste ja ettenägematute asjaoludega, ning et tähtsaim abinõu varustusriski ja teiste riskide vähendamiseks seisneb kõikide energialiikide ja -vormide võimalikult mitmekülgses ja tasakaalustatud kasutamises, mis hõlmab ka kõiki püüdlusi energia säästmiseks ja ratsionaalseks tarbimiseks. Nendes leidub ka lühike ülevaade üksikute meetodite eelistest ja puudustest, (5) mille kordamisest tuleb siinkohal ruumipuudusel loobuda. |
|
1.5 |
Mitte ükski võimalus ega tehnoloogia, mis saab energiavarustusele tulevikus kaasa aidata, ei ole tehniliselt täiuslik, täiesti vaba kahjulikest mõjudest keskkonnale, kõikideks vajadusteks piisav ja oma potentsiaali poolest pikaajaliselt ette hinnatav. Seetõttu ei saa tulevikku vaatav ja oma vastutusest teadlik üleeuroopaline energiapoliitika loota, et energiavarustust ülalnimetatud eesmärkide valguses on võimalik tagada üksnes mõne üksiku energiaallika ainukasutamisega. Sama võib öelda ka energia säästmise ja ratsionaalse kasutamise aspektist vaadatuna. |
|
1.6 |
Pikaajaliselt kasutatav, keskkonnasäästlik ja majanduslikult ühildatav energiavarustus ei ole seega tagatud ei Euroopas ega globaalselt. (6) Võimalike lahenduste võti võib tulla vaid edasisest intensiivsest uurimis- ja arendustööst. Energeetikaalane uurimistöö (7) on igasuguse pikaajaliselt eduka energiapoliitika strateegiliseks elemendiks ja hädavajalikuks põhialuseks. Osundatud arvamuses soovitas komitee selles osas mahukat üleeuroopalist energiauuringute programmi, mille olulised osad sisalduvad küll juba kuuendas arendus- ja uurimistöö raamprogrammis ja/või arendus- ja koolitusprogrammis EURATOM, samal ajal kui asjaomase uurimis- ja arendustöö mahtu tuleb tunduvalt suurendada. |
|
1.7 |
Lisaks sellele viitas komitee asjaolule, et energiaprobleemi uurimine peab olema orienteeritud globaalsemalt ja hõlmama tunduvalt pikemat ajaperioodi, kuna muudatused energiamajanduses kulgevad vaid aeglaselt, kuna kasvuhoonegaaside emissioon kujutab endast mitte regionaalset vaid globaalset probleemi ja kuna on oodata, et probleemid käesoleva sajandi teisel poolel veelgi teravnevad. |
|
1.8 |
Nii ressursse puudutavaid piiranguid kui ka emissiooniproblemaatikat (kasvuhoonegaasid) raskendab lisaks prognoos, mille kohaselt maailma energiavajadus rahvastiku juurdekasvust ning vähemarenenud maade järelejõudmisvajadusest tingituna aastaks 2060 eeldatavasti kahe- või isegi kolmekordistub. Strateegia ja arenguperspektiiv tuleb seega suunata nimetatud ajalisest horisondist kaugemale. |
|
1.9 |
Ka oma hiljutises arvamuses looduslike ressursside säästva kasutuse kohta viitas komitee taas sellele, et säästva arengu strateegia peab hõlmama tunduvalt pikemat ajaperioodi. |
|
1.10 |
Nagu komitee samuti juba tuvastas, ei peegeldu ülaltoodud probleemid avalikus diskussioonis ja inimeste mõttelaadis piisaval ja asjakohasel määral. Pigem võib täheldada laia seisukohtade skaalat, mis jääb riskide ja võimaluste ala- ja ülehindamise vahele. Arvamuste spekter ulatub seisukohast, et energiaprobleem üldse puudub - seni on ju kõik alati hästi läinud ja vajadusel võetakse kasutusele lihtsalt uued maardlad (kuna juba aastakümneid on näiteks ennustatud metsade suremist või väidetud, et nafta- ja gaasivarudest jätkub vaid 40. aastaks) kuni veendumuseni, et kogu maailma energiavajadust saab kergesti rahuldada taastuvatest energiaallikatest, kui vaid kogu uurimistöö sellele suunata ja kui ühiskond end vastavalt kohandab. |
|
1.11 |
Sellest tulenevalt ei ole veel olemas ka piisavalt ühtset globaalset energiapoliitikat ja isegi liikmesriikide raames esineb suhtumises energiaprobleemi olulisi erinevusi. |
2. Tuumaenergia – tuumade lõhustumine (fissioon) ja tuumade ühinemine (fusioon)
|
2.1 |
Nii väga raskete aatomituumade lõhustumine (fissioon) kui ka väga kergete aatomituumade ühinemine (fusioon) on protsessid, millel – võrrelduna kulutatud energiaga – vabaneb energiakogus, mis ületab keemilistel protsesssidel vabaneva energiakoguse ligikaudu miljonikordselt. |
|
2.2 |
Kõigepealt (1928. aasta paiku) avastati, et tuumade lõhustumine on päikese ja enamike tähtede seni seletamatuks jäänud energiaallikas. Seega on fusioonienergia päikesekiirguse kaudu ka meie elu – muu hulgas ka taimede kasvu, fossiilsete energiakandjate teket ning taastuva energia tootmist – määrav energiaallikas. |
|
2.3 |
Niipea, kui avastati lisaks ka tuumade lõhustumine (1938) ja selle kui tohutu maapealse energiaallika potentsiaal rahueesmärkidel kasutamiseks, alustati lootusrikast ja dünaamilist arendustööd selle kasutuselevõtuks. |
|
2.4 |
Arendustöö kulg näitas, et tuumade lõhustumisega jõuti imetlusväärselt kiiresti eesmärgini, samal ajal kui lootust tuumade ühinemisest tuleneva praktiliselt piiramatu maapealse energiaallika kasutuselevõtuks ei suudetud veel ellu viia. |
|
2.5 |
Tuumaenergia mõlema vormi konkreetne kasutus peab silmas eesmärki (i) toota elektrienergiat ilma kasvuhoonegaaside eraldumiseta ning lisaks (ii) säästa transpordisektoris kütustena kasutatavaid olulisi süsivesinikke (maagaasi ja -õli), mille põletamisel tekib võrreldes söega vähem CO2, ja mida seetõttu soovitakse kasutada või juba kasutatakse ka elektrienergia tootmiseks suuremal määral. (8) |
|
2.6 |
Tuumade lõhustumise ja tuumade ühinemise toimeviis, kasutustingimused, keskkonna- ja ohutusalased aspektid, ressursside ulatus ja kättesaadavus erinevad üksteisest põhimõtteliselt; kõigis nendes kategooriates oleks nimelt tuumade ühinemisel kontseptuaalseid eeliseid (vaata punkt 2.11 ja järgnevad). |
|
2.7 |
Tuumade lõhustumine. Tuumade lõhustumist kasutatakse energia tootmiseks juba aastakümneid. Tuumade lõhustumise baasil töötavad elektrijaamad on aidanud olulisel määral kaasa kasvuhoonegaaside (CO2) emissiooni vältimisele ja nafta või gaasi tarbimise/impordiga seotud sõltuvuste leevendamisele. Seetõttu on taas alustatud tuumaenergia üle peetavat diskussiooni eriti seoses CO2 emissiooni alandamise ja selleks ettenähtud instrumentidega (stiimulid/karistused). Seda teemat käsitles komitee alles hiljaaegu omaette arvamuses. (9) |
|
2.8 |
Tuumade lõhustumise lähtekomponentideks on perioodilisuse süsteemi eriti raskete elementide, nimelt tooriumi, uraani ja plutooniumi isotoobid. (10) Tuumade lõhustumisel vabanevad neutronid põhjustavad nende ainete aatomituumades uusi lõhustumisprotsesse, nii et on võimalik kulgeda energia saamisega seotud ahelreaktsioonil, mille mahtu tuleb reguleerida. Seejuures tekivad radioaktiivsed – osaliselt väga pikaaegsed – lõhustumisproduktid ja aktiniidid, mida on vaja biosfäärist eemal hoida aastatuhandeid. See tekitab muret ning annab ühele osale inimestest põhjuse tuumaenergia täielikuks eitamiseks. Lisaks tekivad samaaegselt uued lõhustumisvõimelised ained nagu plutoonium ( (11)uraanist), mida kui võimalikku tuumarelvade materjali kontrolli all hoitakse. |
|
2.9 |
Tuumalõhustusreaktorid töötavad samba põhimõttel. Seejuures sisaldub mõne aasta tuumakütusevaru (elektrijaamas 100 tonni) reaktsioonimahus ja reguleerimisprotsesside kaudu lubatakse soovitud võimsuse saavutamiseks toimuda vaid igakordselt vajalikul arvul lõhustusreaktsioonidel. Vaatamata nimetatud protsesside hästi väljaarendatud reguleerimistehnikale ja ohutuse tagamisele süvendab salvestatud energia paljas kvantiteet neid muresid veelgi. Juurde tuleb asjaolu, et tekib olulisel hulgal järelsoojust, mistõttu enamike reaktoritüüpide puhul on vaja pärast reaktori väljalülitamist veel pikemat aega seda intensiivselt jahutada vältimaks katete ülekuumenemist. |
|
2.10 |
Viidates taolistele muredele on komitee oma hiljutises asjaomases arvamuses (12) juhtinud tähelepanu sellele, et tuumalõhustustehnika valdkonnas on tänaseks välja arendatud tuumaelektrijaamade neljas põlvkond. Nende puhul on veelgi optimeeritud olemasolevate seadmete kõrget standardit passiivse ohutuse osas. |
|
2.11 |
Tuumade ühinemine (fusioon). Vajamineva kütusekoguse aspektist on tuumade ühinemine maailmas tõhusaim potentsiaalselt kasutatav energiaprotsess. Fusioonireaktorid on seadmed fusiooniprotsesside kontrollitud tekitamiseks ning seejuures vabaneva energia kasutamiseks, ja nimelt pidevalt (13) töötavate jõujaamadena, eelistatavalt baaskoormuse osas. Kütuseks on vesiniku rasked isotoobid (vt allpool). Heelium, kahjutu väärisgaas, (14) mis omab mitmeid kasulikke kasutusvõimalusi, on fusioonireaktori “tuhaks”. |
|
2.12 |
Siiski vabaneb fusioonireaktsioonil – mis leiab aset vaid siis, kui reaktsiooniosakesed põrkuvad üksteisega väga suurel kiirusel (15) – täiendavalt neutroneid, mis tekitavad reaktori seinamaterjalides radioaktiivsust (ja võivad muuta nende mehaanilisi omadusi). Seetõttu on vastava teadus- ja arendusprogrammi eesmärgiks töötada välja materjalid, mille radioaktiivne toksilisus (16) langeb juba 100 kuni mõnesaja aasta pärast kivisöetuha toksilisuse tasemele ja seega võiks muu hulgas avaneda võimalus taaskasutada suurt osa neist materjalidest. Lõppladustamise probleemi oleks sellega oluliselt leevendatud. |
|
2.13 |
Fusioonienergia tootmise teaduslik-tehnilised eeldused on erakordselt pretensioonikad. Põhilises osas on tegemist keerulise ülesandega kuumutada vesiniku (nimelt deuteeriumi-triitiumi segu) isotoopidest koosnev gaas temperatuurini üle 100 miljoni kraadi (seejuures muutub see plasmaks (17)) muutmaks soovitud fusioonireaktsioonide toimumist võimalikuks. Lisaks sellele peab õnnestuma hoida seda plasmat piisavalt kaua koos ning ekstraheerida seejuures tekkiv fusioonienergia ja suunata see kasutusse. |
|
2.14 |
Nimetatud protsessid kulgevad fusioonireaktori vaakumkambrites, kusjuures sinna pidevalt suunatava kütuse energiavarust (jõujaamas mõni gramm) piisab ilma juurdelisamiseta energia vabastamiseks vaid mõne minuti jooksul, nii et võimsuse soovimatu leke on välistatud. Lisaks sellele: just asjaolu, et iga viga põhjustab “termonukleaarse” põletusprotsessi (18) jahtumise ja kustumise, on täiendavaks sisemiseks ohutuseeliseks. |
|
2.15 |
Need sisemised ohutusaspektid, võimalus vähendada pikaajalisi radioaktiivselt toksilisi jäätmeid drastilisel määral – kusjuures lõhustusprodukte ning pikaajalisi ja eriti ohtlikke komponente (aktiniide) ei teki fusiooni puhul üldse – ja ressursside peaaegu piiramatu varu teeksid fusioonienergia kasutamise seetõttu tuleviku säästva energiavarustuse äärmiselt atraktiivseks ja oluliseks osaks ning aitaksid sel viisil kaasa hetkel valitsevate probleemide lahendamisele. |
|
2.16 |
Ülaltoodu valguses viitas komitee juba oma senistes arvamustes sellele, et fusioonienergia kasutamisele suunatud uurimis- ja arendustöö on tulevase energiapoliitika väga oluliseks elemendiks, kujutades endast suurepärast näidet Euroopa integratsioonist ning seetõttu tuleb seda Euroopa uurimis- ja arendustöö raamprogrammides ja/või EURATOM arendus- ja koolitusprogrammis jõuliselt edendada. |
3. Senine areng
|
3.1 |
Esimesed kaalutlused fusioonienergia kasutamiseks rahueesmärkidel said alguse napilt 50 aasta eest. Kui toona oli tehnika fusiooniprotsesside kasutamiseks relvades (vesinikpomm) mõningates riikides juba olemas, siis tundus samm rahumeelseks kasutuseks küll väga paljutõotava, ühtlasi aga ka erakordselt raske ja kauakestvana. |
|
3.2 |
Kaks veel tänagi kasutatavat tolleaegset tsitaati teevad selle eriti selgeks ja iseloomustavad juba varakult tuvastatud kõrgete ootuste ning keerulisimate füüsikaliste ja tehniliste probleemide vahelist pingelist olukorda. Ühelt poolt ütles H. J. Bhabha tuumaenergia rahueesmärkidel kasutamise esimese Genfi konverentsi avakõnes 1955. aastal: “I venture to predict that a method will be found for liberating fusion energy in a controlled manner within the next two decades. (19)” Teisel poolt kirjutas R. F. Post 1956. aastal esimeses USA poolt avaldatud ülevaateartiklis (20) fusiooni teemal: “However, the technical problems to be solved seem great indeed. When made aware of these, some physicists would not hesitate to pronounce the problem impossible of solution. (21)” |
|
3.3 |
Tagasivaatena võib tõdeda, et mitmesuguste ideede seas, mis tekkisid tollal võimaluste realiseerimiseks, leidus juba ka nn magnetilise sulgemise kontseptsioone, mis osutusid vahepeal ettenähtud nõuete täitmise osas kõige edukamateks meetoditeks. Siiski oli selle tõdemuseni jõudmiseks vaja vaevalist, takistustest ja tagasilöökidest saadetud teaduslik-tehnilist uurimistööd ja optimeerimist. Seejuures on tegemist TOKAMAK'i (lühend venekeelsest nimetusest: magnetiline toroidkamber (22)) ning STELLARATOR'iga. Mõlemad meetodid on variandid ühest ühisest põhikontseptsioonist, nimelt sulgeda kuum plasma ettenähtud tingimustel sobivalt struktureeritud ringikujulistesse magnetväljadesse. |
|
3.4 |
Teedrajavat rolli etendas seejuures Euroopa ühisprojekt JET (Joint European Torus), mille tehniline eskiis (23) esitati ligikaudu kakskümmend aastat hiljem. (24) JET'iga sai katsetamisetapil esmakordselt tõepoolest tekitada mitte ainult plasma jaoks vajalikke temperatuure, vaid üheksakümnendatel aastatel – deuteeriumi ja triitiumi ühinemisprotsessi kasutamisel – suudeti fusioonienergiat kontrollitud viisil vabastada nimetamisväärsetes kogustes (ligikaudu 20 megadžauli eksperimendi kohta). Sellega õnnestus plasmast lühiajaliselt eraldada juba peaaegu sama palju fusiooni käigus vabanenud energiat, kui palju seda kulus plasma kuumutamiseks. |
|
3.5 |
Seda edusammu võimaldas kõikide jõudude koondamine Euroopa Ühenduse fusiooniprogrammis – läbi viidud EURATOM-programmi raames. Sellesse võrgustikku koondusid ja leidsid ühtse identiteedi erinevad EURATOM'iga assotsieerunud liikmesriikide laboratooriumid – koos oma asjaomaste katseseadmete ja tööjaotuslike panustega, samuti osalemisega JET'is. Siin on Euroopa ühine teadusruum niisiis juba varakult teostunud ja oma suutlikkust näidanud. |
|
3.6 |
Sellega on niisiis edukalt jõutud rahvusvaheliste fusiooniuuringute esimesse otsustavasse etappi ning demonstreeritud fusiooniplasmade tekitamise ja magnetvälja sulgemise füüsikalist põhimõtet. |
|
3.7 |
Nimetatud edusamme iseloomustas lisaks sellele erakordselt globaalne kooperatsioon, mida muuhulgas koordineerisid ka niisugused organisatsioonid nagu IAEA (Rahvusvaheline Aatomienergia Agentuur) ja IEA (Rahvusvaheline Energia Agentuur). Otsustava tähtsusega oli eelkõige üleeuroopalise uurimistöö panus. Tänu sihikindlale tegevusele, eelkõige USA-le järelejõudmise nimel, on Euroopa jõudnud uurimistöö osas hetkel rahvusvaheliselt tunnustatud juhtpositsioonile. |
|
3.8 |
Lähtuvalt presidentide Gorbatšovi ja Reagani, hiljem ka Mitterandi 17 aasta tagusest algatusest loodi projekt ITER, (25) mis nägi rahvusvahelise ühisprojektina ette esimese plasma positiivse võimsusbilansiga (s.t plasmast eraldatakse fusiooniprotsessidel tunduvalt rohkem energiat kui seda plasma kuumutamiseks kulub) testreaktori väljatöötamist, võimaluse korral ka ehitamist ja käitamist. ITER peab näitama, et tehniliselt ja teaduslikult on võimalik põleva plasma tingimustes toimuvast tuumade ühinemisest saada kasulikku energiat. |
|
3.9 |
“Põlemise” (nimetatud ka “termonukleaarseks põlemiseks”) all mõistetakse seejuures seisundit, mille puhul fusiooniprotsessidest vabanev energia (täpsemini: tekkinud heeliumituumadest kantud energia) aitab olulisel määral kaasa plasma nõutava erakordselt kõrge temperatuuri säilitamisele. Senised eksperimenditulemused on näidanud, et seda on võimalik saavutada vaid piisava suurusega – s.t juba jõujaamataoliste – seadmetega. Sellest tulenes ITER'i asjakohane dimensioneerimine. |
|
3.10 |
Seega asub programm uurimis- ja arendustöö vahelises üleminekuetapis, kusjuures neid kahte mõistet ei ole võimalik üksteisest rangelt eraldada. ITER'i eesmärkide saavutamiseks tuleb nimelt ühelt poolt lõplikult läbi uurida need füüsikalised küsimused, mis on ligipääsetavad vaid pikemat aega põleva fusiooniplasma najal. Teiselt poolt osutuvad vajalikuks tehnilised elemendid (nagu nt väga suured ülijuhtivad magnetid, plasmale vastupidav (26) põlemiskamber, agregaadid plasma kuumutamiseks jmt), nagu neid edaspidi sarnaste omaduste ja sarnase suurusega toimiva reaktori jaoks vaja läheb. See on niisiis esimene samm füüsika juurest jõujaamatehnika poole. |
|
3.11 |
Rahvusvaheliste ITER'i kohta tehtavate projektitööde tulemused on esitatud seletuskirjade ja mahukate ehitusprojektide, samuti prototüüpide ja testitud mudelkomponentide kujul. Need rajanevad kõikide seniste eksperimentide ekstrapolatsioonil, mille eesotsas on JET kui mitte ainult üleeuroopalise, vaid koguni ülemaailmse fusiooniprogrammi lipulaev. |
|
3.12 |
ITER'i lineaarmõõtmed (plasmarõnga keskmine suur läbimõõt 12 meetrit, plasmakambri ruumala ligikaudu 1000 m3) on seega ligikaudu kaks korda suuremad JET'i omadest. ITER'iga soovitakse kõigepealt saavutada fusiooni koguvõimsuseks – võimsuse kümnekordsel suurendamisel (27) – igakordse vähemalt 8 minutit kestva fusiooniga umbes 500 MW (võimsuse väiksemal suurendamisel põhilises osas piiramatu kestusega fusiooniga). |
|
3.13 |
ITER'i rajamise kuludeks on kalkuleeritud ligikaudu 5 miljardit eurot. (28) |
|
3.13.1 |
ITER'i ehitusel läheks põhiosa nimetatud summast firmadele, kes saavad tellimuse katseseadme erinevate detailide valmistamiseks ja monteerimiseks. Euroopa oluline osa ITER'i rajamisel lisaks seetõttu Euroopa tööstusele innovatsioonijõudu ja üldist tehnilist oskusteavet ning vastaks sellega Lissaboni strateegia eesmärkidele. |
|
3.13.2 |
Juba möödanikus tulid tööstusele kasuks fusiooniprogrammi mitmekesised spin-off'id. (29) On oodata, et seda olulist lisakasu lisandub ITER'i rajamisel eriti suurel määral. |
|
3.13.3 |
ITER'i ehituse ajal jääksid kogu fusiooniprogrammi jaoks vajalikud üleeuroopalised kulud (s.t ühenduse ja liikmesriikide omad) alla 0,2 % Euroopa lõppenergiatarbimise kuludest. |
|
3.14 |
Kõigepealt Euroopa Liidu, Jaapani, Nõukogude Liidu ja USA vahel alanud ITER-partnerlus, millest edasise vahelduva arengu (30) jooksul USA umbes viis aastat tagasi välja astus, aga 2003. a sellega uuesti liitus ja millega ühinesid lisaks Hiina ja Korea, saadi mitte ainult projektitööde kulud rahvusvaheliste energiauuringute kõikide suurtele partneritele ära jaotada, vaid tagati ka, et kõiki rahvusvaheliselt kättesaadavaid projektitöö tulemusi arvesse võetakse. |
|
3.15 |
Lisaks rõhutati selle ettevõtmise kui globaalse projekti tähtsust globaalse probleemi lahendamiseks. |
|
3.16 |
Ka ITER'i ühine ehitamine ja käitamine tähendaks kõigile partnermaadele olulist teadmiste ja tehnilise võimekuse lisandumist (vt ka peatükk 5) ja mitte ainult seoses selle uudse energiasüsteemiga, vaid ka seoses üldiste tipptehnoloogiate uuendustega. |
|
3.17 |
Tehnika arengus oleks see igatahes noovumiks, kui ITER eesmärgiga seade ehitatakse maailmas vaid üks ainuke kord, seega, kui selle sammuga loobutaks konkureerivate sama kaugele arendatud variantide väljaarendamisest ja/või testimisest – nagu see oli näiteks lennukite, kosmoselaevade või tuumalõhustusreaktorite puhul. |
|
3.18 |
Seda kokkuhoiust johtunud loobumist peaks seega saatma eriti tõhus tugiprogramm, kus oleks ruumi ka uuenduslikele ideedele ja arendusriski alandavatele kontseptsioonivariantidele, (31) mis tuleb kõigepealt väiksemal määral ja – seega väiksemate kuludega – läbi uurida. |
4. Edasine tee fusioonijõujaama poole
|
4.1 |
ITER'i akumuleeritud tulemused, mida on oodata ligikaudu 20 aastat pärast ehituse alustamist, peavad andma põhialuse esimese pooltööstusliku elektrienergiat andva fusioonil töötava elektrijõujaama DEMO projekteerimiseks ja ehitamiseks. DEMO ehitus võiks seega alata ligikaudu 20 kuni 25 aasta pärast. |
|
4.2 |
Tänasest aspektist vaadatuna peaks olema võimalik kavandada fusioonil töötavaid elektrijõujaamu, mida iseloomustavad järgmised omadused:
|
|
4.3 |
DEMO väljaarendamiseks tuleb lisaks tsentraalsetele küsimustele nagu energiaväljund ja piirnevate protsesside põlemisaeg, mida tuleb uurida ja demonstreerida juba ITER'i raames, ning juba olemasolevatele ja veel edasiarendatavatele pretensioonikatele meetoditele jätkata ja edendada veel ka teisi olulisi tehnilisi arengusuundi. |
|
4.4 |
Need puudutavad eelkõige sisemist kütuseringlust (triitiumi tootmine ja töötlemine), energia eraldamist, materjalide vastupidavust plasmale (plasma-seina vastasmõju) ja neutronitele, parandustehnikat, kaugjuhtimise täiustamist, samuti põlemisaja pikendamise tehnoloogiaid, mis tagavad täielikult katkematu põlemisprotsessi. Eriti tähtsaks ülesandeks on ka sobivate väheaktiveeritavate – või ainult lühiajaliselt aktiveeritud – struktuurimaterjalide väljatöötamine, millega tuleb pikaajalise testimise ja hindamise tõttu tegeleda kauem. |
|
4.5 |
Siiski oleks ekslik uskuda, et DEMO'ga on uurimis- ja arendustööalased ülesanded lõpetatud. Tehnika ajalugu näitab, et intensiivne uurimis- ja arendustöö algab tihti alles siis, kui esimene prototüüp on juba olemas. |
|
4.5.1 |
Tehnika ajalugu näitab ka, et uue tehnoloogia prototüübid on tihti veel primitiivsed jämedakoelised seadeldised võrreldes sellest sammhaaval väljakasvanud elegantsete masinatega. |
|
4.5.2 |
Diiselmootoreid tänaseks iseloomustav optimeerimine toimus peaaegu 100 aastat pärast nende leiutamist. Ka fusioonil töötavaid elektrijõujaamu on vaja parendada, optimeerida ja olemasolevate nõuetega kohandada. |
5. ITER'i asukoha küsimus
|
5.1 |
Hetkel murtakse kõrgeimal poliitilisel tasemel piike ITER asukoha üle, kusjuures asukohapretendentideks on Euroopa (asukohaks Cadarache (37)) ja Jaapan (asukohaks Rokkasho-Mura (38)). Asukoha valikust sõltub nii erinevate partnerite finantsiline osalus kui ka nõutava tugiprogrammi kujundamine. |
|
5.2 |
Enne USA taasühinemist ning Hiina ja Korea liitumist ITER-partnerlusega ei olnud enesestmõista kahtlusi, et ITER'i asukohaks valitakse Euroopa, kuna sellega on kõige paremini tagatud ITER'i – nagu ka JET'i – edu. |
|
5.3 |
Nüüd on olukord muutunud, kuna hetkel eelistavad USA ja Korea asukohana Rokkasho-Murat Jaapanis, kuigi selged ja laialdaselt aktsepteeritud tehnilised eelised räägivad Cadarache kasuks. Sellekohase otsusega kaotaks Euroopa oma juhtpositsiooni ning loobuks seniste investeeringute ja tööde viljadest koos kõigi sellest tulenevate tagajärgedega teaduse ja tööstuse jaoks. |
|
5.4 |
Sellest tulenevalt tunnustab, tervitab ja toetab komitee Euroopa Nõukogu otsust 25./26. märtsist 2004, milles ta kinnitab, et toetab üksmeelselt Euroopa pakkumist ITER-projekti osas, ja milles ta kutsub komisjoni üles viima edasi asjaomaseid läbirääkimisi eesmärgiga alustada projekti võimalikult ruttu Euroopa pretendentasukohas. |
6. Komitee kokkuvõte ja soovitused
|
6.1 |
Komitee jagab komisjoni arvamust, et fusioonienergia kasutamine rahueesmärkidel kätkeb endas potentsiaali andmaks väga olulist panust energiavarustuse pikaajaliseks lahendamiseks säästvuse, keskkonnasõbralikkuse ja konkurentsivõime valguses. |
|
6.1.1 |
Põhjuseks on selle tulevikutehnoloogia potentsiaalsed eelised, nimelt:
|
|
6.1.2 |
Fusioonienergia potentsiaal on täienduseks taastuvate energiaallikate potentsiaalile, omades aga tuule- ja päikeseenergia ees eelist olla sõltumatu ilmastikutingimustest ja aasta- või päevaajast. See kehtib ka tsentraalsete ja detsentraalsete süsteemide vahelise nõuetekohase suhte osas. |
|
6.1.3 |
Seetõttu on komitee juba mitmes arvamuses (40) avaldanud oma pooldavat seisukohta fusioonienergiaalase uurimis- ja arendustöö programmi selgeks ja jõuliseks edendamiseks. |
|
6.2 |
Komitee nendib rahuldusega, et – juhtivana tänu Euroopa fusiooniprogrammile ja selle ühiseksperimendile JET – on edukalt jõutud ülemaailmsete fusiooniuuringute esimesse otsustavasse etappi, mis hõlmab tuumade ühinemisega saadava energia füüsikalise põhimõtte demonstreerimist. Sellega loodi alus testreaktorile ITER, milles esmakordselt tekitatakse ja uuritakse põlevat fusiooniplasmat, mille väljundenergia ületab sisendenergia tunduvalt. |
|
6.3 |
Tänu sellele on pikaajaline uurimis- ja arendustöö ja selleks vajalikud investeeringud viinud rahvusvahelises koostöös nüüdseks selleni, et planeerimistööd ja poliitilised abinõud testreaktori ITER – mille dimensioonid lähenevad juba elektrijõujaama omadele - ehituseks ja käitamiseks on jõudnud otsuste langetamise etappi. |
|
6.4 |
Komitee rõhutab Euroopa fusiooniprogrammi teedrajavat ja juhtivat panust, ilma milleta ei oleks ITER-projekti tänaseks veel olemas. |
|
6.5 |
ITER'i tulemused peavad omalt poolt andma põhialuse esimese elektrienergiat andva fusioonil töötava elektrijõujaama DEMO kavandamiseks ja ehitamiseks. DEMO ehitus võiks seega alata ligikaudu 20 kuni 25 aasta pärast. |
|
6.6 |
Komitee toetab komisjoni püüdlusi valmistada Euroopat strateegiliselt ette hõivamaks ka kommertskasutuse etapis tugevat positsiooni ja vastavalt sellele orienteerida fusiooniuuringute programmi osi juba praegu suuremal määral ITER'ilt DEMO'le. |
|
6.7 |
DEMO edasiarendamiseks on vajalikud vastused kesksetele küsimustele, mida on vaja uurida ja demonstreerida juba ITER'iga, kuid ka edasised edusammud teiste tähtsate ülesannete lahendamisel: näideteks on magnetkonfiguratsiooni optimeerimine, materjalide edasiarendamine (nt plasmaindutseeritud erosiooni parendused, neutronikahjustused, indutseeritud radioaktiivsuse vaibumise aeg), kütuseringlus, energia eraldamine, plasmavoo suunamine ja selle sisemise jaotuse juhtimine, efektiivsusaste ning komponentide töökindlus. |
|
6.7.1 |
Komitee viitab sellele, et edasised edusammud on saavutatavad vaid laialdase üleeuroopalise uurimis- ja arendustöö kaudu, mis kaasab liikmesriike ja nõuab füüsikaliste ja eelkõige tehniliste eksperimentide ja suuremahuliste seadmete võrgustikku, mis peab olema kättesaadav ITER'i toetamiseks ja täiendamiseks. |
|
6.8 |
Komitee leiab, et on erakordselt oluline praegust hoogu säilitada ja taolise teaduslik-tehniliselt nõudliku ja pikaajalise energiavarustuse jaoks erakordselt tähtsa eesmärgi väljakutsetele jõuliselt, aktiivselt ja vajalikke vahendeid kaasates vastu astuda. See on ka tõsine kohustus Lissaboni ja Göteborgi strateegiate elluviimise nimel. |
|
6.8.1 |
See tähendab ka energiauuringutele, siinkohal siiski eelkõige fusiooniprogrammile, tulevases seitsmendas uurimis- ja arendustöö raamprogrammis pluss EURATOM-programmis edasisteks edusammudeks vajalike ja seega tunduvalt suuremate vahendite eraldamist ning ITER'i teiste rahastamisvõimaluste ärakasutamist. |
|
6.8.2 |
See tähendab ka hooltkandmist füüsika- ja tehnikaekspertide personalibaasi eest eesmärgiga tagada ITER'i käitamiseks ja DEMO väljaarendamiseks piisaval arvul Euroopa ekspertide olemasolu. Komitee viitab siinkohal ka oma hiljutisele arvamusele (41) selle eriteema kohta. |
|
6.8.3 |
See tähendab ka seda, et võrgustikku jäävad kaasatuks kõrgkoolid ja uurimiskeskused: esmalt, et tagada eriteadmistega teadlaste ja inseneride järelkasvu koolitamine, teisalt, et osaleda igakordselt ekspertiisi ja varustuse abil eesseisvate ülesannete lahendamisel, lõpuks aga ka selleks, et tegutseda tsiviilühiskonna ühenduslülina. |
|
6.8.4 |
See tähendab lõpuks ka eriti tähtsat ülesannet teha õigeaegselt reklaami ja hoolitseda selle eest, et Euroopa tööstus oleks tegev selles mitmekülgsete teaduslik-tehniliste tippsaavutuste valdkonnas. Kui Euroopa tööstus on senises fusiooniprogrammis võtnud peamiselt ülispetsialiseeritud ja ülimalt nõudlike üksikkomponentide väljaarendaja ja tarnija rolli, – kusjuures oluline on ka selle kogemustepagasi hoidmine ja säilitamine – peaks ta fusioonireaktorite kasutusaja lähenemisega liikuma sammhaaval rohkem omavastutusliku ja kaasamäärava rolli suunas. |
|
6.8.5 |
Tööstusele eraldatud ettenähtud olulised investeerimisvahendid ITER'i ehituseks ja DEMO väljaarendamiseks põhjustavad nii majandusliku tugevnemise kui – mis veel tähtsam – pädevuse ja innovatsiooni kasvu kõige nõudlikumas uues valdkonnas. See ilmneb juba seniste fusiooniprogrammide mitmekülgsetest spin-off'idest. |
|
6.9 |
Rahvusvahelises plaanis seisab Euroopa mitmekordse väljakutse ees: ühelt poolt on tarvis tugevdada oma juhtivat rolli fusiooniuuringutes mitte ainult USA tugeva uurimissektori, vaid ka kolme Aasia ITER-partneri ees. Teiselt poolt on vaja parimal võimalikul moel säilitada ja laiendada senist eeskujulikku rahvusvahelist koostööd. |
|
6.10 |
Sellele vastavalt toetab komitee komisjoni kavatsust võtta nimetatud väljakutse vastu. Ta kutsub nõukogu, parlamenti ja liikmesriike üles sellega ühinema ja mitte loovutama Euroopa juhtivat positsiooni selles tähtsas tulevikuvaldkonnas. Siin leidub aga probleeme. |
|
6.11 |
Enne USA taasühinemist ja Hiina ja Korea liitumist ITER-partnerlusega ei esinenud mõistagi kahtlusi selle osas, et ITER'i asukoht saab olema Euroopas, kuna sellega on kõige paremini tagatud ITER'i – nagu ka JET'i – edu. |
|
6.12 |
Nüüd aga on olukord muutunud ning hetkel pooldavad USA ja Jaapan asukohana Rokkasho-Murat Jaapanis, kuigi selged ja laialdaselt aktsepteeritud tehnilised eelised räägivad Cadarache kasuks. Otsusega Jaapani kasuks minetaks Euroopa oma juhtiva positsiooni ja loobuks seniste investeeringute ja tööde viljadest koos kõigi sellest teadus- ja arendustöö jaoks tulenevate tagajärgedega. |
|
6.13 |
Sellest tulenevalt tunnustab, tervitab ja toetab komitee Euroopa Nõukogu otsust 25./26. märtsist 2004, milles ta kinnitab, et toetab üksmeelselt Euroopa pakkumist ITER-projekti osas, ja milles ta kutsub komisjoni üles viima edasi asjaomaseid läbirääkimisi eesmärgiga alustada projekti võimalikult ruttu Euroopa pretendentasukohas. |
|
6.14 |
Eeltoodu valguses ja eeltoodut rõhutades kutsub komitee nõukogu, parlamenti ja komisjoni üles võtma meetmeid tõepoolest kõikide võimaluste ammendamiseks ja vajadusel uute strukturaalsete kontseptsioonide väljatöötamiseks rahvusvahelises tööjaotuses rajamaks ITER'it, pidades silmas selle strateegilist võtmerolli olulise säästva energiaallika väljatöötamisel, igal juhul Euroopas. |
Brüssel, 30. juuni 2004
Euroopa Majandus- ja Sotsiaalkomitee
president
Roger BRIESCH
(1) Energiat ei tarbita, vaid üksnes muundatakse ja seejuures kasutatakse. See toimub sobivate muundamisprotsesside kaudu, nt söe põletamine, tuuleenergia ümbermuundamine elektrienergiaks või tuumade lõhustumine (energia säilitamine; E = mc2). Seejuures räägitakse ka “energiavarustusest”, “energiatootmisest” või “energiatarbimisest”.
(2) Taastuvate energiaallikate edendamine: Tegevusvõimalused ja rahastamisvahendid (CESE 94/2004), ettepanek Euroopa Parlamendi ja Nõukogu direktiivile elektri-ja soojusenergia koostootmise edendamiseks ühisturu soojusenergiavajaduse alusel, ettepaneku eelnõu nõukogu direktiivile (Euratom) põhiliste kohustuste ja üldiste põhimõtete kindlaksmääramiseks tuumaelektrijaamade ohutuse valdkonnas ning ettepaneku eelnõu nõukogu direktiivile (Euratom) tuumakütuse ja radioaktiivsete jäätmete hävitamise kohta, Tuumaenergia tähtsus elektrienergia toomise jaoks.
(3) Roheline raamat “Teel üleeuroopalise strateegia poole ohutu energiavarustuse tagamiseks”.
(4) Vajalik uurimistöö ohutu ja säästva energiavarustuse nimel.
(5) Vajalik uurimistöö ohutu ja säästva energiavarustuse nimel; punktid 2.1.3 ja järgnevad.
(6) Koguproblemaatika märkideks olid senised õlikriisid (nt 1973 ja 1979), samuti vastuolud emissioonisertifikaatide väljastamisel, mis iseloomustavad majanduse ja keskkonna vahelist pingelist olukorda.
(7) Tsitaat: punkt 7.4: “Seetõttu soovitab komitee komisjonil välja töötada integreeritud üleeuroopaline energiauuringute strateegia, millest tuleneb edaspidine mahukas Euroopa energiauuringute programm.”
(8) Seetõttu on põhjust arvata, et endast ohtu kujutav kütusepuudus jõuab varem kätte.
(9) Tuumaenergia tähendus elektrienergia tootmisel.
(10) Sama elemendi aatomid, kuid erineva massiga (neutronite erinev arv aatomituumades).
(11) Tuumaenergia tähtsus elektrienergia tootmiseks.
(12) kusjuures vajadusel tuleb fusiooniprotsessi umbes tunnises taktis lühiajaliselt katkestada.
(13) Heeliumil on erakordselt stabiilne tuum ja see on keemiliselt inertne (seetõttu nimi “väärisgaas”).
(14) tüüpiliselt 1000 km/s
(15) Radioaktiivne toksilisus on oma kiirgustoime tõttu inimese organismi sattunud radionukliidi mõõt
(16) Nendel temperatuuridel on gaas täielikult ioniseeritud (s.t elektriliselt negatiivse laenguga elektronid ei ole enam aatomikestas seotud, vaid on vabalt liikuvad nagu elektriliselt positiivse laenguga tuumad) ja on seega elektritjuhtivaks aineks, mida saab muu hulgas magnetvälja sulgeda. Seda olekut nimetatakse “plasmaks”.
(17) “Termonukleaarse” põletusprotsessi seletus: vt 3.9.
(18) “Julgen ennustada, et tuleva kahe aastakümne jooksul leitakse meetod fusioonienergia vabastamiseks kontrollitud moel..”
(19) Rev. Mod. Phys. 28, 338 (1956).
(20) “Lahendamist vajavad tehnilised probleemid näivad tõepoolest suurtena. Kui füüsikud need teadvustavad, ei kõhkleks mõned neist probleemi ületamatuks pidamast. ”
(21) toroid: ringikujuline.
(22) Kavandatud TOKAMAK-põhimõtte ühe variandi alusel.
(23) JET'iga suudeti niisiis Bhabha poolt ettekuulutatud meetod ellu viia ning ettekuulutus leidis kinnitust.
(24) Algselt International Thermonuclear Experimental Reactor, praegu projekti nimi.
(25) “Plasma-seina vastasmõju”
(26) S.t fusiooniplasmas vabaneb kümme korda rohkem energiat kui seda väljastpoolt eriagregaatide nagu neutraalkiire-injektorite või kõrgsagedus-saatjatega plasma kuumutamiseks ja magnetväljade tekitamiseks suunatakse.
(27) COM (2003) 215 final kohaselt: ITER'i kulud konstruktsioonifaasis ulatuvad hinnanguliselt 4 570 miljoni euroni (rahaline väärtus 2000. a).
(28) Vt nt “Spin-off benefits from Fusion R&D” EUR 20229-Fusion energy-Moving forward ISBN 92-894-4721-4 samuti Culham Science Centre, Abingdon, Oxfordshire OX14 3DB, U.K., brošüüri “Making a Difference”.
(29) Projekti segase ja vaheldusrikka poliitilise ajaloo üksikasjalisest käsitlusest tuleb siinkohal ruumipuudusel loobuda.
(30) Siin tuleb mainida eelkõige stellarator'it.
(31) 1 GW (gigavatt) võrdub 1000 MW (megavatti)
(32) Võrdluseks: Kivisöeelektrijaam vajab siis umbes 1000 t kivisütt.
(33) Liitiumi on võimalik saada teatud kivimitest, soolajärvede sooladest, geotermilistest ja mineraalveeallikatest, naftaväljadelt pumbatud veest ja mereveest. Täna teadaolevate varudega saab praeguse maailma energiakoguvajaduse katta mitmete tuhande aastate jooksul kümnekordselt.
(34) Võrdluseks: pruunsöel töötav elektrijaam eraldab samal ajal ligikaudu 1000 t CO2.
(35) Välja arvatud esmavarustus, mida on võimalik saada nt tuumareaktoritest, kus aeglustajana kasutatakse rasket vett (Kanada).
(36) Aix-en-Provence lähistel, Marseille kirdeosas, Prantsusmaal.
(37) Jaapani põhjaosas.
(38) või siis energia vabanemine/aeg
(39) … “tuumafusiooni optimeerimise jõuline edendamine”.
(40) Komisjoni teatis nõukogule ja Euroopa Parlamendile – Teadlane Euroopa teadusruumis: üks elukutse, laialdased karjäärivõimalused.
(41) Hiina, Jaapan ja (Lõuna-)Korea.