I tessuti spagnoli innovativi cercano il loro posto nel futuro dell'energia delle stelle

Governi, aziende private e università di tutto il mondo si sono lanciati nella ricerca di una tecnologia destinata a diventare il "Santo Graal" dell'energia del futuro: la fusione nucleare . Il sogno di replicare sulla Terra il processo che avviene nelle stelle con l'obiettivo di generare elettricità in modo pulito e sicuro ha scatenato una corsa scientifico-commerciale in cui l'Europa, con la Spagna tra i Paesi meglio posizionati, ha tutte le carte in regola per assumere la leadership. Conquistare la leadership in questa rivoluzione, tuttavia, richiederà uno sforzo totale perché si trova ad affrontare due rivali di primo piano, Cina e Stati Uniti, che hanno attratto investimenti multimilionari per accelerarne gli sviluppi.

Costruire una centrale a fusione che generi energia elettrica su scala commerciale sembra lontano, ma i progressi compiuti finora in laboratorio mantengono vivo l'interesse, stimolando la proliferazione di numerosi progetti a lungo termine , finanziati sia con fondi pubblici sia promossi da iniziative private, e che fin dall'inizio producono un impatto positivo sul tessuto industriale.

Il Vecchio Continente si trova di fronte a un'opportunità d'oro. È già stato estromesso dalla battaglia imprenditoriale per l'intelligenza artificiale e non vuole che lo stesso accada con questa fonte di energia, considerata una delle grandi promesse tecnologiche del XXI secolo. All'interno dell'UE, il nostro Paese aspira a diventare un punto di riferimento internazionale grazie a una serie di punti di forza. Un talento ingegneristico eccezionale, enti prestigiosi come il Laboratorio Nazionale di Fusione , parte del Centro per la Ricerca Energetica, Ambientale e Tecnologica (Ciemat), e la partecipazione attiva a iniziative come ITER, di cui è il terzo contraente, o Ifmif-Dones, i cui impianti saranno situati nel comune di Escúzar, a Granada, sono tutti elementi che ispirano fiducia nel fatto che la Spagna consoliderà la sua posizione di attore rilevante. Inoltre, il Congresso ha recentemente approvato una proposta non legislativa per creare una Strategia Nazionale per la Fusione Nucleare che rafforzerebbe l'ecosistema nazionale in questo campo.

In un contesto di pressante crisi climatica, il vantaggio dell'energia da fusione risiede nel fatto che si tratta di una fonte sicura, pulita e inesauribile che, a differenza delle energie rinnovabili, la cui disponibilità varia a seconda della disponibilità delle risorse naturali, può funzionare pressoché ininterrottamente, rendendola un complemento ideale per una rete elettrica stabile . Poiché richiede una materia prima come l'acqua per ottenere l'idrogeno, anziché elementi complessi come l'uranio, la cui fornitura è affidata a terzi, rappresenta anche una formula per garantire la stabilità e l'indipendenza energetica del continente.

Sebbene possa sembrare fantascienza, questa tecnologia ha dimostrato la sua validità. Nell'ambito della strategia di fusione inerziale, vale la pena ricordare che nel 2022, gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory in California hanno ottenuto la prima reazione di fusione in laboratorio che ha prodotto più energia di quanta ne fosse necessaria per avviarla. Nello specifico, per "accendere" il reattore sono stati necessari 2,05 megajoule, mentre ne sono stati generati 3,15. Nel dicembre 2023, hanno ripetuto l'impresa, estendendo la soglia di guadagno.

Nel contesto europeo, nell'ambito della strategia di fusione magnetica, i ricercatori del consorzio EUROfusion hanno utilizzato il reattore Joint European Torus (JET) , situato in Inghilterra, per raggiungere la potenza record di 59 megajoule di energia di fusione sostenuta per cinque secondi.

"Queste due regioni vanno valorizzate per i risultati raggiunti, che hanno aperto la strada all'inizio di una nuova avventura nella fusione", sottolinea Carlos Hidalgo, direttore del Laboratorio Nazionale di Fusione. "Il sogno di controllare la fusione nucleare in laboratorio", prosegue, "è ormai realtà. Ora iniziamo la seconda fase: renderla accessibile alla società ". Il suo enorme potenziale ha suscitato un notevole interesse privato, sia a livello europeo che internazionale, segnando un momento di cambiamento: "Per decenni, il settore pubblico ha finanziato il sogno di generare energia da fusione in laboratorio. Per la seconda fase, il capitale pubblico-privato è lo scenario auspicabile". In altre parole, siamo all'inizio di una transizione che richiederà un adeguato posizionamento dei centri pubblici e dell'industria spagnola.

La posta in gioco è alta. "L'energia da fusione è una tecnologia potenzialmente dirompente , in grado di trasformare il sistema energetico globale, e solo gli stati o le aziende che hanno investito nello sviluppo della conoscenza vi avranno accesso", sottolinea Hidalgo. Mentre le fonti energetiche primarie sono disponibili solo ai paesi che, per qualche ragione arbitraria, dispongono di riserve, "con la fusione, solo gli stati e gli enti privati ​​dotati delle conoscenze necessarie vi avranno accesso".

E la Spagna può vantarsene. "Il Laboratorio Nazionale di Fusione è membro di EUROfusion, il consorzio che coordina la ricerca sulla fusione in Europa, e il nostro Paese ospita anche Ifmif-Dones , una struttura unica al mondo che sarà fondamentale per la validazione delle tecnologie critiche dei reattori a fusione. Vanta inoltre un potente settore imprenditoriale che ha posizionato l'industria nazionale al terzo posto nei contratti ITER (i ricavi industriali superano il miliardo di euro), dietro a Francia e Italia", spiega Hidalgo.

Nell'ottobre 2024, Ciemat, CDTI, Ineustar e il Ministero della Scienza, dell'Innovazione e dell'Università hanno convocato un incontro per gettare le basi del processo di sviluppo di una Strategia Nazionale di Fusione per rafforzare l'ecosistema. Lo scorso maggio, il Congresso dei Deputati ha approvato una Proposta Non Legislativa (NLP) per lo sviluppo di questa strategia.

Il direttore del Laboratorio Nazionale di Fusione ne delinea i pilastri su cui si baserà. "Il primo obiettivo strategico è armonizzare i punti di forza nazionali, che sono molteplici, per cogliere le opportunità, sia pubbliche che private, che si presenteranno nei prossimi anni per essere competitivi in ​​questa nuova realtà dominata dalla collaborazione pubblico-privato", esordisce sottolineando. Un altro obiettivo della strategia è "garantire, a breve, medio e lungo termine, la leadership scientifica e tecnologica della Spagna in Europa in questo campo". Infine, si cerca di facilitare il trasferimento di conoscenze e tecnologie. "La collaborazione pubblico-privato significa unire i centri pubblici, dove accumuliamo una grande quantità di conoscenze, con la dinamicità e l'agilità dei centri privati, che hanno la forza finanziaria e la capacità di reazione rapida che a noi mancano", sottolinea Hidalgo. Un "matrimonio perfetto" in cui ognuno fa la sua parte.

Un esempio di queste sinergie è il programma Ifmif-Dones, che mira a testare, convalidare e qualificare i materiali che saranno utilizzati nelle future centrali a fusione. Questo impianto di ricerca, che sorgerà a Escúzar (Granada), mobiliterà 700 milioni di euro per la sua costruzione, 50 milioni di euro per il suo avvio e altri 60 milioni di euro all'anno per il suo funzionamento. La Commissione contribuirà con 202 milioni di euro alla sua costruzione e all'avvio, equivalenti al 25% del finanziamento del progetto in queste fasi. La Spagna si è impegnata a finanziare il 50% dei costi di costruzione e il 10% dei costi operativi . La Croazia contribuirà con il 5% dei costi di costruzione e manutenzione, mentre il Giappone contribuirà con il 5% dell'investimento nella fase di costruzione e con l'8% per l'intera durata del progetto.

Ángel Ibarra, direttore del consorzio, sottolinea l'importanza di quello che sarà uno degli acceleratori di particelle più potenti del pianeta: "Chiunque aspiri a costruire un reattore a fusione verrà da noi per testare i materiali o i componenti e assicurarsi che funzionino correttamente".

Ricordiamo che questa sarà l'unica struttura in cui potranno essere condotti questi esperimenti, conferendo al nostro Paese un ruolo cruciale nella roadmap europea. Il primo passo sarà la realizzazione di ITER a Cadarache (Francia), con un progetto basato sul concetto di tokamak, una macchina a forma di ciambella che utilizza potenti campi magnetici per confinare e controllare il plasma a temperature superiori a 150 milioni di gradi Celsius. In seguito, Ifmif-Dones simulerà l'ambiente neutronico di un reattore a fusione per studiare il comportamento e la degradazione di diversi materiali, un aspetto essenziale per la costruzione di Demo, un prototipo di centrale a fusione che cercherà di generare elettricità in modo continuo.

Ibarra chiarisce che l'importanza di progetti come quello da lui diretto non risiede solo nei risultati scientifici ottenuti, ma anche nell'impatto socioeconomico e tecnologico che comportano. "La costruzione della nostra infrastruttura è complessa, il che obbliga le aziende a sviluppare tecnologie che possano poi utilizzare nelle loro attività quotidiane. Se imparano a produrre con maggiore precisione o qualità rispetto a prima, questo si riflette automaticamente anche sulle altre linee di business, quindi l'impatto indiretto è significativo", spiega. Alla domanda sull'orizzonte temporale, risponde che la costruzione e il lancio dell'acceleratore a pieno regime richiederanno circa dieci anni, sebbene gli effetti si stiano già facendo sentire. "L'impatto sul tessuto nazionale è dell'ordine di 50-60 milioni di euro all'anno. Attualmente abbiamo 50 dipendenti, ma puntiamo a raggiungere i 400 nei prossimi anni e l'occupazione indiretta sarà tre volte superiore", spiega.

Sebbene il finanziamento sia pubblico, collaborano con l'industria per sviluppare le tecnologie necessarie alla costruzione dell'infrastruttura. "Le aziende del nostro Paese hanno un notevole successo in materia di fusioni. Finora, si sono aggiudicate tutti i contratti che abbiamo lanciato", spiega. Empresarios Agrupados, Idom, CT Ingenieros, Ayesa, AVS, Asturfeito, Idonial, Beebit e Fus Allianz sono alcune delle aziende spagnole specializzate in questo settore.

In ambito accademico, uno dei traguardi più recenti è rappresentato dallo Smart tokamak , un dispositivo di fusione sperimentale all'avanguardia progettato, costruito e gestito dal Laboratorio di scienza del plasma e tecnologia della fusione dell'Università di Siviglia, che ha generato con successo il suo primo plasma a gennaio.

Per Milena Roveda, CEO di Gauss Fusion e presidente dell'Associazione Europea per la Fusione, il continente dispone degli scienziati, dell'industria e della tecnologia necessari per assumere un ruolo guida, ma le mancano un maggiore impegno istituzionale e una tabella di marcia definita che concentri adeguatamente le risorse. "In Cina, dicono dove stanno andando e tutti seguono quella strada. In una certa misura, questo è ciò di cui abbiamo bisogno in alcuni aspetti strategici in Europa. I governi devono aprire gli occhi e rendersi conto che la fusione è più di una semplice fonte di energia. È parte della sicurezza del continente, tanto quanto la questione della difesa di cui si è parlato ultimamente", afferma.

Nonostante i risultati dei Ventisette, Roveda fornisce dati che riflettono un deficit di finanziamento. "Escludendo la Cina (che destina 1,5 miliardi di dollari all'anno al suo programma di fusione), gli investimenti in aziende private in questa nicchia negli ultimi cinque anni sono stati di 8 miliardi di dollari, di cui nemmeno il 15% è stato effettuato in Europa ", specifica. Stima che ci siano 45 aziende in tutto il mondo specializzate nell'energia da fusione, l'85% delle quali ha sede negli Stati Uniti. A suo avviso, "il ruolo delle iniziative private è fondamentale in questo momento, data la necessità di rispettare scadenze e budget, generando incentivi per innovare, accelerare lo sviluppo e ridurre i costi, creando al contempo un ambiente competitivo".

Una delle aziende più note è Commonwealth Fusion Systems, che dal suo lancio nel 2017 ha raccolto oltre 2 miliardi di dollari da investitori come Breakthrough Energy Ventures, il fondo fondato da Bill Gates. L'azienda costruirà la prima centrale elettrica a fusione nucleare su scala di rete al mondo nella contea di Chesterfield, in Virginia, la cui entrata in produzione è prevista per l'inizio degli anni '30. Helion Energy è un altro attore chiave, avendo firmato il primo contratto di fornitura di energia a fusione nucleare in assoluto, in base al quale Microsoft riceverà almeno 50 MW di elettricità a partire dal 2028.

Dal suo incarico di CEO di Gauss Fusion, Milena spiega che stanno lavorando a un progetto, che lei ama definire "l' Eurofighter della fusione ", che coinvolge sei paesi (Italia, Francia, Germania, Spagna, Paesi Bassi e Danimarca) per costruire la prima centrale a fusione in Europa. "Il cancelliere tedesco ha pubblicamente espresso il desiderio che il Paese costruisca la prima centrale a fusione al mondo. Non credo sia possibile, ma in Europa lo è, quindi dobbiamo andare avanti", commenta.

Il finanziamento sarà pubblico-privato. "Ho incontrato il Presidente della Commissione Europea e gli ho trasmesso il messaggio che non è necessario che il settore pubblico fornisca molti fondi per iniziare, ma abbastanza per attrarre investimenti privati ", rivela. A suo avviso, "molti operatori privati ​​sarebbero interessati a investire nelle fusioni, ma non osano farlo su larga scala se non hanno la certezza che anche il settore pubblico sia impegnato, incluso, ovviamente, un quadro normativo stabile nel continente".

Ritiene che l'Europa stia attraversando un momento di "fatta o disfatta" (successo totale o fallimento totale), in cui il settore pubblico deve dare il segnale al settore privato di seguire l'esempio. "Se cogliamo l'opportunità, la fusione significherà la rinascita dell'industria europea, poiché è un settore ad altissimo valore aggiunto. Stiamo parlando di miliardi, posti di lavoro altamente qualificati, ecc." Ma quando avverrà l'adozione di massa? "Sarà nella seconda metà del secolo, non prima del 2050."

Ci vorrà del tempo, ma l'energia delle stelle sta emergendo con abbagliante chiarezza. Il cammino verso una nuova era è inarrestabile.