MIT-onderzoekers ontwikkelen economisch model voor rendabele kernfusie

Kernfusie geldt al decennia als de heilige graal van de energiewereld: schone, vrijwel onuitputtelbare energie zonder CO2-uitstoot of radioactief afval, opgewekt door hetzelfde proces dat de zon aandrijft. Sinds de doorbraak van het National Ignition Facility in Californië, dat in 2022 voor het eerst meer energie uit een fusiereactie haalde dan erin werd gestopt, stroomt er steeds meer geld naar de sector. Overheden en investeerders pompen miljarden in start-ups en onderzoeksinstituten. Maar volgens onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) ontbreekt er nog iets cruciaals: een manier om te berekenen of al die reactoren straks ook daadwerkelijk geld opleveren.

Niet alleen fysica, ook financiën

Hoogleraar Dennis Whyte en econoom Andrew W. Lo publiceerden daarom een nieuw techno-economisch raamwerk in het vakblad The Journal of Fusion Energy. Whyte is niet alleen verbonden aan MIT, maar ook medeoprichter van Commonwealth Fusion Systems, een van de grootste fusiebedrijven ter wereld, en van adviesbureau Rutherford Energy Ventures. Volgens de onderzoekers wordt binnen de fusiesector vooral gekeken naar de natuurkundige haalbaarheid van een reactor, en veel minder naar de vraag of de uiteindelijke centrale ook meer geld oplevert dan ze kost. Dat laatste bepaalt volgens hen uiteindelijk of de technologie een blijvertje wordt. \"Als we willen dat deze technologie er echt toe doet in de wereldeconomie, moeten we eerlijk worden over dit soort onderwerpen\", aldus Whyte.

Tien knoppen om aan te draaien

Het model is geïnspireerd op het beroemde Lawson-criterium uit de jaren vijftig, de natuurkundige formule die aangeeft onder welke combinatie van temperatuur, dichtheid en opsluitingstijd een fusiereactor netto energie oplevert. Whyte en Lo hebben daar een economische tegenhanger van gemaakt: een soort 'financiële Q-waarde' die aangeeft hoeveel geld een centrale oplevert ten opzichte van wat erin gestoken wordt. Het model bevat tien parameters, waaronder de energiedichtheid van het ontwerp, het rendement waarmee fusie-energie wordt omgezet in bruikbare stroom, de levensduur van reactoronderdelen en de kosten van kapitaal. Belangrijk is dat het raamwerk techniekonafhankelijk is: het maakt niet uit of een bedrijf kiest voor magnetische plasma-opsluiting of een andere aanpak, de economische rekensom blijft hetzelfde.

Sturen op de juiste keuzes

De onderzoekers benadrukken dat ze niet claimen alle antwoorden te hebben. Fusie-energie kent nog veel technische en economische onzekerheden. Maar met een kwantitatief model kunnen bedrijven en investeerders wél beter inschatten welke ontwerpkeuzes de commerciële slagingskans vergroten, in plaats van alleen te sturen op natuurkundige prestaties. \"Zo'n raamwerk vertelt je wat een bepaalde ontwerpbeslissing werkelijk waard is. Dat is op dit moment in de ontwikkeling van fusie-energie cruciaal, en het hebben we tot nu toe gemist\", concludeert Whyte. Nu er steeds meer publiek en privaat geld naar de sector vloeit, hopen de onderzoekers dat hun model voorkomt dat investeringen verdampen in technisch indrukwekkende maar economisch onhaalbare centrales.