El CDTI Innovació continua impulsant la capacitació i el lideratge de la indústria espanyola en l'energia de fusió

El proper 24 de maig de 2024, el consorci IFMIF-DONS, en col·laboració amb el CDTI Innovació, organitza l'esdeveniment IFMIF-DONS Design&Build, en el qual es presentaran a empreses i entitats espanyoles les oportunitats de contractació en les properes licitacions per al Disseny i Construcció d'Edificis i Sistemes de Planta i Serveis d'Enginyeria de la instal·lació científica internacional IFMIF-DONS, que oferirà grans oportunitats per a Espanya en l'àmbit de l'energia de fusió. En la sessió, es donarà a conèixer l'estat d'aquesta singular infraestructura i es coneixeran els diferents contractes marcs que es llançaran en els propers mesos per a les obres dels edificis i sistemes de la planta, suport al contractista, implementació dels sistemes de seguretat i implantació i manteniment d'un sistema de gestió de cicle de vida de la planta.

La carrera cap als futurs reactors de fusió contínua a nivell mundial. En els últims anys, hem assistit a l'eclosió de moltes start-ups i múltiples iniciatives de fusió propiciades pel gran interès de la inversió privada, que han apalancado més de 6.000 milions de dòlars en aquesta energia. S'han produït fites tecnològiques al programa europeu de fusió amb diferents rècords i nombrosos països estan incrementant la seva inversió en tecnologies de fusió i afermant el seu posicionament. La indústria europea ostenta una posició de lideratge en el desenvolupament i construcció dels futurs reactors de fusió, motivat, en part, pel compromís adquirit d'assumir el 45% de la construcció del projecte ITER.

El CDTI Innovació és, des de fa més de 30 anys, el punt de contacte industrial (ILO, per les seves sigles en anglès) de les principals infraestructures científiques internacionals en les quals Espanya participa a les àrees de física de partícules, astronomia i fusió, exercint una intensa labor d'acompanyament a les empreses en la seva capacitació per convertir-se en subministrador d'infraestructures científiques, de suport a la indústria mitjançant ajudes financeres concedides a nombrosos projectes que han estat claus perquè les empreses puguin després ser competitives en les licitacions per ITER i de mobilització de l'ecosistema mitjançant desplegament d'esdeveniments sectorials, ajuda en la formació de consorcis, assessorament a les empreses en la presentació d'ofertes i seguiment dels contractes adjudicats a entitats nacionals.

En aquest context, la indústria espanyola està exercint un paper principal en les últimes dècades per la seva contribució i subministrament d'equips i sistemes d'alta tecnologia a les grans infraestructures científic-tecnològiques a la “Indústria de la Ciència”, un sector molt intensiu en R+D, fonamentalment exportador i amb gran potencial per a la transferència de tecnologia bidireccional i constant entre empreses, universitats, centres de recerca i altres agents innovadors. Espanya és un clar exemple d'èxit de col·laboració públic-privada i transferència de coneixement en l'àmbit de fusió nuclear. En termes globals, la tornada acumulada en Grans Instal·lacions, des de 2005 per a les empreses espanyoles ha representat entorn de/entorn de 2.000 milions d'euros i, només en 2023, la tornada espanyola en contractacions ha superat els 146 milions d'euros.

Per al CDTI Innovació, en el seu interès i suport a les tecnologies innovadores i, en concret, en l'àmbit de les energies eficients i rendibles, l'energia de fusió és prioritària pels seus immensos avantatges i beneficis per a la ciència i la tecnologia i pel seu impacte socioeconòmic. Des de 2007, ha finançat projectes per més de 63 milions d'euros en aquest àmbit, afavorint la creació d'un ecosistema d'empreses, organismes públics de recerca, centres tecnològics i universitats que han fet possible la capacitació de la indústria espanyola per poder accedir als contractes d'ITER, DEMO o IFMIF-DONS i han suposat un factor fonamental en el seu posicionament de lideratge.

IFMIF-DONS, l'aposta espanyola en el roadmap europeu de fusió

Una de les grans instal·lacions que es perfila com a referent tecnològic mundial és l'International Fusion Materials Irradiation Facility–Demo Oriented NEutron Source (IFMIF-DONS), infraestructura de recerca única al món per provar, validar i qualificar els materials que s'utilitzaran en futures plantes d'energia de fusió. Al desembre de 2017, Fusion for Energy (F4I) va valorar positivament la proposta conjunta d'Espanya i Croàcia per situar l'IFMIF-DONS en Escúzar (Granada). Amb un cost aproximat de més de 700 milions d'euros, aquesta font de neutrons és un dels pilars fonamentals del programa de fusió i representarà una oportunitat industrial i tecnològica, sense precedents, per a les empreses del sector del nostre país.

Espanya haurà d'escometre una part molt rellevant de la construcció d'aquest singular projecte, entorn de/entorn del 50% de la seva construcció, i la indústria espanyola es beneficiarà no només d'aquesta fase de llançament sinó també de l'operació i manteniment durant els 25 anys de vida d'IFMIF-DONS. Es preveu que es generin més de 50.000 ocupacions al nostre país, dels quals s'espera que 11.000 estiguin centralitzats a Granada. A més, la infraestructura atraurà a nombroses empreses i centres que instal·laran seus i fàbriques als voltants, generant una gran activitat econòmica en el seu entorn.

IFMIF-DONS actua, a més, com un pol d'estímul de l'ecosistema, fomentant la col·laboració públic-privada, el desenvolupament de tecnologies capdavanteres i la transferència. Actualment i amb l'impuls de les diferents convocatòries del programa Missions del CDTI Innovació, l'ecosistema dinamitza a més de 30 empreses i 14 Centres Públic-Privats de Recerca, entre els quals destaca el CIEMAT, i s'han mobilitzat prop de 35 milions d'euros. El CDTI Innovació continua avançant encara més en el seu compromís amb l'energia de fusió i també està impulsant, en l'àmbit de la Compra Pública d'Innovació per al foment de la innovació des de l'àmbit públic, noves actuacions per a l'adquisició de serveis de R+D i per al desenvolupament de demostradors tecnològics destinats a IFMIF-DONS. Al mateix temps, està avançant en el desplegament d'acords amb centres públics de recerca com PRISMAC o CERN i CIEMAT per al desenvolupament de capacitats tecnològiques i industrials en el camp d'imants superconductores.

Foto cedida per IFMIF-DONS. Simulació de la planta IFMIF-DONS

L'energia de fusió

La fusió és l'energia del Sol i els estels. La llum i les elevades temperatures que emet el Sol són el resultat d'una reacció de fusió produïda en el seu nucli de manera que els nuclis d'hidrogen col·lisionen, es fusionen en àtoms d'heli més pesats i alliberen enormes quantitats d'energia en el procés. Si bé la força gravitatòria del Sol indueix de manera natural la fusió, per aconseguir aquest efecte a la Terra es necessitarien temperatures superiors als 100 milions de graus Celsius i una pressió molt intensa per aconseguir que el deuteri i el triti es fusionin, així com un confinament suficient per retenir el plasma com a estat en el qual es produeixen aquestes reaccions. 

Tots aquests reptes fan que científics i enginyers de tot el món continuïn investigant nous materials i dissenyant noves tecnologies molt innovadores. Encara que en els experiments actuals s'aconsegueixen habitualment condicions molt pròximes a les necessàries en un reactor de fusió, encara és necessari millorar les propietats de confinament i l'estabilitat del plasma perquè es produeixi aquest procés físic. Per aquest motiu, científics i enginyers de tot el món segueixen posant a prova nous materials i dissenyant noves tecnologies amb la intenció d'aconseguir aquesta energia. 

Segons el físic Stephen Hawking, l'energia de fusió és la tecnologia més prometedora per a la humanitat i això explica per què més de la meitat de la població mundial, que representa el 80% del PIB, està invertint en el projecte ITER per fer realitat, pels seus nombrosos avantatges, aquest vell somni.

Aquest tipus d'energia serà sostenible, segura/segura, pràcticament il·limitada, molt eficaç i fàcilment accessible per tots els països. Un aspecte significatiu és que la fusió nuclear no emet diòxid de carboni ni altres gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera, per la qual cosa contribuiria a pal·liar els efectes negatius del canvi climàtic en el futur. Algunes previsions indiquen que la fusió podria satisfer les necessitats energètiques mundials durant milions d'anys. Per donar una idea de l'eficiència que aconseguiria la “energia dels estels”, la quantitat de combustible necessària en una central de fusió per subministrar electricitat durant un any a una ciutat d'un milió d'habitants bastaria amb un camió petit de 60 quilograms, mentre que es necessitarien 400.000 tones de carbó o 250.000 de petroli. A més, el combustible necessari seria fàcilment accessible per a qualsevol país: es tractaria de deuteri que s'obté de l'aigua de mar i del liti obtingut de sals marines o mines de sal distribuïdes per tot el planeta.

Donades les nombroses potencialitats de l'energia de fusió per a l'àmbit tecnològic i científic, en 2007 es va establir en Cadarache (França) el “International Thermonuclear Experimental Reactor” (ITER), la major instal·lació mundial de fusió que el seu objectiu és demostrar que és científica i tecnològicament viable produir aquest tipus d'energia a la Terra. En aquest macroprojecte internacional participen 35 nacions, que col·laboren per construir el Tokamak més gran del món, un dispositiu de fusió magnètica que ha estat dissenyat per demostrar la viabilitat de la fusió com una font d'energia a gran escala basada en el mateix principi que alimenta el nostre Sol i els estels.
 

Espanya, segon país en contractació en F4I i ITER

Actualment, Espanya ocupa la segona posició, després de França, en el rànquing europeu de contractació per països tant en F4I com en ITER Organization (IO). Aquesta posició es manté, fins i tot, si s'exclouen els contractes d'obra civil. Aquest fet és encara més rellevant si es considera que les empreses espanyoles estan competint en un mercat altament competitiu sense regles de tornada garantida. Des de 2008, les empreses espanyoles han capturat més de 650 contractes per al projecte ITER, que ascendeixen a més d'1.468 milions d'euros.

Les empreses espanyoles han aconseguit una participació molt significativa en la construcció d'ITER, amb l'adjudicació de més de 650 contractes. En aquest projecte, cal ressaltar, per la seva importància tecnològica, la participació de companyies espanyoles en el subministrament dels imants superconductores més grans del planeta. En concret, Espanya ha contribuït en la fabricació de les bobines toroidals i liderat el contracte de les eines de fabricació de les bobines poloidales. Les empreses espanyoles també han estat adjudicatàries amb contractes molt importants en la fabricació de diferents components de MITICA (Megavolt ITER Injector and Concept Advancement), un prototip a escala real de l'injector de neutrons que s'utilitzarà en ITER per escalfar el plasma i en altres sistemes d'escalfament del plasma com els Upper Launchers.

En tecnologies de materials, cal destacar els contractes adjudicats per a la fabricació de la sèrie dels First Wall o peces que estaran en contacte amb el plasma i actuaran com a primera barrera, protegint a la càmera de buit. També són molt rellevants els contractes obtinguts per a la fabricació de la càmera de buit i el seu assemblatge, així com uns altres en diagnòstics, instrumentació i control, procés d'assemblatge del reactor, suport en alineament i metrologia i assemblatge del Tokamak. Molt significativa ha estat també la contribució espanyola a l'obra civil d'aquest Tokamak. 

Foto cedida per ITER. Imatge de Tokamak

Espanya compta amb infraestructures singulars en fusió ja construïdes, com el stellarator TJ-II del CIEMAT, on la indústria nacional va obtenir més del 70% de la construcció, que han servit perquè les empreses espanyoles adquireixin referències per participar en ITER i han contribuït significativament a aquesta posició de lideratge de la nostra indústria.

Les perspectives de futur quant a oportunitats per a les capacitats empresarials espanyoles són molt potents. En el cas de F4I, la indústria espanyola competirà per participar en l'injector de neutres, en els sistemes d'escalfament del plasma, en la crioplanta, en components interns a l'atuell, en el test blanket modulis així com en altres contractes de suport d'enginyeria. Pel que fa a l'obra civil, començarà la fase II amb importants contractes, entre els quals destaca l'Hot Cell. Per la seva banda, quant a ITER, en els propers anys s'espera l'adjudicació dels grans contractes d'assemblatge i manteniment i Espanya tindrà possibilitats en el desenvolupament de components mecànics, sistemes de detritiación, control, diagnòstics i sistemes de monitoratge del Tokamak i, sobretot, en construcció de la “hot cell” d'ITER que està valorada en més de 1000 milions d'euros.

D'ITER a DEMO, el prototip de reactor de fusió

En paral·lel a la construcció d'ITER, es preveu el disseny de tecnologies claus per DEMO, un prototip de reactor de fusió que es crearà per demostrar que la fusió nuclear controlada pot lliurar energia a la xarxa. El seu objectiu és desenvolupar i provar tecnologies per operar un reactor de fusió no com un experiment científic, sinó com una planta d'energia. Amb la transició d'ITER a DEMO la fusió passarà de ser un exercici de laboratori impulsat per la ciència a un programa promogut per la indústria i la tecnologia. La ubicació de DEMO encara està per decidir i en breu s'espera que els països interessats a albergar aquesta infraestructura presentin les seves expressions d'interès.

Les fortes inversions realitzades per països no europeus en fusió i el gran apalancamiento de finançament privat que s'està produint pot posar en risc aquest lideratge tecnològic-científic d'Europa i fa necessari establir una estratègia que reforci el seu posicionament en la panoràmica actual i garanteixi una cadena de subministrament europea per als futurs reactors de fusió. En aquest context, sorgeix la iniciativa públic-privada PPP (Public Private Partnership)  que pretén llançar la Comissió Europea per accelerar el roadmap europeu de fusió. Les tecnologies que es desenvoluparan en aquest marc estaran relacionades amb materials (breeding blankets i materials avançats estructurals), tecnologies de triti, manipulació remota, imants HTS, mètodes de refrigeració i tecnologies stellarator, entre unes altres.

Foto cedida per EUROfusion. Roadmap europeu de fusió

CDTI Innovació

El CDTI Innovació és l'entitat pública de finançament de la innovació del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats que promou la innovació i el desenvolupament tecnològic de les empreses espanyoles, canalitzant les sol·licituds de finançament i suport als projectes de R+D+I d'entitats espanyoles en els àmbits estatal i internacional. Contribuïm a la millora del nivell tecnològic de les empreses espanyoles i impulsem i, amb una xarxa internacional amb cobertura de 51 països, acompanyem la participació espanyola en programes internacionals de cooperació tecnològica i la transferència internacional de la seva tecnologia empresarial. El CDTI també recolza la creació i consolidació d'empreses de base tecnològica a Espanya.

Més informació:

Oficina de Premsa
prensa@cdti.es
91-581.55.00

En Internet
Lloc web: www.cdti.es
En Linkedin: https://www.linkedin.com/company/29815
En X: https://twitter.com/cdti_innovacion
En Youtube: https://www.youtube.com/user/cdtioficial

Aquest contingut és copyright © 2024 CDTI,EPE. Està permesa la utilització i reproducció citant la font i la identitat digital de CDTI (@CDTI_innovacion).