Kernfusie, een zon op aarde

In de toekomst zal fusie deel uitmaken van een energiesysteem waarin verschillende bronnen elkaar aanvullen in een energiemix. De evolutie van de energiemix wordt in kaart gebracht met energiescenario's, die het gebruik en de productie van energie over een bepaalde periode in de toekomst beschrijven. Dergelijke scenario's kunnen met computermodellen worden doorgerekend. Het computermodel MARKAL bijvoorbeeld, simuleert de evolutie van de energiemarkt in West-Europa.

Het model, dat in Europa veelvuldig wordt gebruikt om energie-gerelateerde vraagstukken door te rekenen, bevat de vraag naar energie, de beschikbaarheid en implementatiesnelheid van energietechnologieën, de kosten en beschikbaarheid van energiedragers, beperkingen en belastingen op de uitstoot van schadelijke stoffen, etc. Op basis van deze gegevens ontwerpt het model energie-scenario's over een bepaalde tijdsperiode, waarbij de totale kosten van levering, distributie en gebruik van energie geminimaliseerd worden.

In Nederland heeft het ECN met behulp van het MARKAL model de rol van fusie in energiescenario's tot het jaar 2100 onderzocht. Deze en soortgelijke studies laten zien dat de rol van fusie in de energiemarkt van deze eeuw sterk afhangt van maatregelen om CO₂-uitstoot tegen te gaan. In scenario's zonder dergelijke uitstootbeperkingen kunnen fusie-energie en andere duurzame energiebronnen niet concurreren met kolen. Bij een redelijke uitstootbeperking kan fusie tot 20% van de elektriciteitsbehoefte leveren in het jaar 2100, zoals te zien in figuur 12 [4,5].

Figuur 12. Energiemix voor elektriciteitsproductie in het jaar 2100 volgens het MARKAL-model, bij gemiddelde CO2-uitstoot reductie.

Een tweede belangrijke factor voor de toekomstige energiemix is de rol die duurzame bronnen als zon, wind, en biomassa kunnen spelen. Wat modellen als MARKAL laten zien is dat fusie en duurzame bronnen door hun verschillend karakter als continue en niet-continue bron naast elkaar kunnen bestaan, en elkaar aanvullen in een toekomstige energiemix. Daarbij is fusie vooral geschikt om een deel van de basislast van de energiebehoefte te verzorgen.

Een derde factor is de wens van veel landen om zelfstandig hun energie te kunnen opwekken en niet afhankelijk te zijn van andere landen. In een rapport van de Europese Comissie werd erop gewezen dat Europa nu zo'n 50% van haar brandstoffen importeert, en dat dit de komende 20 jaar zal oplopen naar 70%, als er niets verandert. Vooral met het oog op internationale spanningen ten gevolge van olie- en gasbelangen wordt dit een steeds belangrijke factor.

Een laatste factor is de ontwikkeling van de inzet van kernsplijtingsenergie, waarbij vooral de problemen rond de afvalverwerking, de proliferatie van splijtbare stoffen, de ontwikkeling van inherent veilige reactoren, en de publieke acceptatie van splijtingsenergie van belang zijn.