O CDTI Innovación continúa impulsando a capacitación e o liderado da industria española na enerxía de fusión

O próximo 24 de maio de 2024, o consorcio IFMIF-DONS, en colaboración co CDTI Innovación, organiza o evento IFMIF-DONS Design&Build, no que se presentarán a empresas e entidades españolas as oportunidades de contratación nas próximas licitacións para o Deseño e Construción de Edificios e Sistemas de Planta e Servizos de Enxeñaría da instalación científica internacional IFMIF-DONS, que ofrecerá grandes oportunidades para España no ámbito da enerxía de fusión. Na sesión, darase a coñecer o estado desta singular infraestrutura e coñeceranse os diferentes contratos marcos que se lanzarán nos próximos meses para as obras dos edificios e sistemas da planta, soporte ao contratista, implementación dos sistemas de seguridade e implantación e mantemento dun sistema de xestión de ciclo de vida da planta.

A carreira cara aos futuros reactores de fusión continua a nivel mundial. Nos últimos anos, asistimos á eclosión de moitas start-ups e múltiples iniciativas de fusión propiciadas polo gran interese do investimento privado, que han apalancado máis de 6.000 millóns de dólares nesta enerxía. Producíronse fitos tecnolóxicos no programa europeo de fusión con diferentes marcas e numerosos países están a incrementar o seu investimento en tecnoloxías de fusión e afianzando o seu posicionamento. A industria europea ostenta unha posición de liderado no desenvolvemento e construción dos futuros reactores de fusión, motivado, en parte, polo compromiso adquirido de asumir o 45% da construción do proxecto ITER.

O CDTI Innovación vén sendo, desde hai máis de 30 anos, o punto de contacto industrial (ILO, polas súas siglas en inglés) das principais infraestruturas científicas internacionais nas que España participa nas áreas de física de partículas, astronomía e fusión, exercendo un intenso labor de acompañamento ás empresas na súa capacitación para converterse en subministrador de infraestruturas científicas, de apoio á industria mediante axudas financeiras concedidas a numerosos proxectos que foron claves para que as empresas poidan despois ser competitivas nas licitacións para ITER e de mobilización do ecosistema mediante despregamento de eventos sectoriais, axuda na formación de consorcios, asesoramento ás empresas na presentación de ofertas e seguimento dos contratos adxudicados a entidades nacionais.

Neste contexto, a industria española está a desempeñar un papel principal nas últimas décadas pola súa contribución e subministración de equipos e sistemas de alta tecnoloxía ás grandes infraestruturas científico-tecnolóxicas á “Industria da Ciencia”, un sector moi intensivo en I+D, fundamentalmente exportador e con gran potencial para a transferencia de tecnoloxía bidireccional e constante entre empresas, universidades, centros de investigación e outros axentes innovadores. España é un claro exemplo de éxito de colaboración público-privada e transferencia de coñecemento no ámbito de fusión nuclear. En termos globais, o retorno acumulado en Grandes Instalacións, desde 2005 para as empresas españolas ha representado ao redor de 2.000 millóns de euros e, só en 2023, o retorno español en contratacións superou os 146 millóns de euros.

Para o CDTI Innovación, no seu interese e apoio ás tecnoloxías innovadoras e, en concreto, no ámbito das enerxías eficientes e rendibles, a enerxía de fusión é prioritaria polas súas inmensas vantaxes e beneficios para a ciencia e a tecnoloxía e polo seu impacto socioeconómico. Desde 2007, financiou proxectos por máis de 63 millóns de euros neste ámbito, favorecendo a creación dun ecosistema de empresas, organismos públicos de investigación, centros tecnolóxicos e universidades que fixeron posible a capacitación da industria española para poder acceder aos contratos de ITER, DEMO ou IFMIF-DONS e supuxeron un factor fundamental no seu posicionamento de liderado.

IFMIF-DONS, a aposta española no roadmap europeo de fusión

Unha das grandes instalacións que se perfila como referente tecnolóxico mundial é o International Fusion Materials Irradiation Facility–Demo Oriented NEutron Source (IFMIF-DONS), infraestrutura de investigación única no mundo para probar, validar e cualificar os materiais que se utilizarán en futuras plantas de enerxía de fusión. En decembro de 2017, Fusion for Energy (F4E) valorou positivamente a proposta conxunta de España e Croacia para situar o IFMIF-DONS en Escúzar (Granada). Cun custo aproximado de máis de 700 millóns de euros, esta fonte de neutróns é un dos alicerces fundamentais do programa de fusión e representará unha oportunidade industrial e tecnolóxica, sen precedentes, para as empresas do sector do noso país.

España terá que acometer unha parte moi relevante da construción deste singular proxecto, en torno ao 50% da súa construción, e a industria española beneficiarase non só desta fase de lanzamento senón tamén da operación e mantemento durante os 25 anos de vida de IFMIF-DONS. Prevese que se xeren máis de 50.000 empregos no noso país, dos que se espera que 11.000 estean centralizados en Granada. Ademais, a infraestrutura atraerá a numerosas empresas e centros que instalarán sedes e fábricas nos arredores, xerando unha gran actividade económica na súa contorna.

IFMIF-DONS actúa, ademais, como un polo de estímulo do ecosistema, fomentando a colaboración público-privada, o desenvolvemento de tecnoloxías punteiras e a transferencia. Actualmente e co impulso das diferentes convocatorias do programa Misións do CDTI Innovación, o ecosistema dinamiza a máis de 30 empresas e 14 Centros Público-Privados de Investigación, entre os que destaca o CIEMAT, e mobilizáronse preto de 35 millóns de euros. O CDTI Innovación continúa avanzando aínda máis no seu compromiso coa enerxía de fusión e tamén está a impulsar, no ámbito da Compra Pública de Innovación para o fomento da innovación desde o ámbito público, novas actuacións para a adquisición de servizos de I+D e para o desenvolvemento de demostradores tecnolóxicos destinados a IFMIF-DONS. Ao mesmo tempo, está a avanzar no despregamento de acordos con centros públicos de investigación como PRISMAC ou CERN e CIEMAT para o desenvolvemento de capacidades tecnolóxicas e industriais no campo de imáns superconductores.

Foto cedida por IFMIF-DONS. Simulación da planta IFMIF-DONS

A enerxía de fusión

A fusión é a enerxía do Sol e as estrelas. A luz e as elevadas temperaturas que emite o Sol son o resultado dunha reacción de fusión producida no seu núcleo de forma que os núcleos de hidróxeno chocan, fusiónanse en átomos de helio máis pesados e liberan enormes cantidades de enerxía no proceso. Aínda que a forza gravitatoria do Sol induce de maneira natural a fusión, para conseguir este efecto na Terra necesitaríanse temperaturas superiores aos 100 millóns de graos Celsius e unha presión moi intensa para conseguir que o deuterio e o tritio fusiónense, así como un confinamento suficiente para reter o plasma como estado no que se producen estas reaccións. 

Todos estes retos fan que científicos e enxeñeiros de todo o mundo continúen investigando novos materiais e deseñando novas tecnoloxías moi innovadoras. Aínda que nos experimentos actuais lógranse habitualmente condicións moi próximas ás necesarias nun reactor de fusión, aínda é necesario mellorar as propiedades de confinamento e a estabilidade do plasma para que se produza este proceso físico. Por este motivo, científicos e enxeñeiros de todo o mundo seguen pondo a proba novos materiais e deseñando novas tecnoloxías con miras a lograr esta enerxía. 

Segundo o físico Stephen Hawking, a enerxía de fusión é a tecnoloxía máis prometedora para a humanidade e iso explica por que máis da metade da poboación mundial, que representa o 80% do PIB, está a investir no proxecto ITER para facer realidade, polas súas numerosas vantaxes, este vello soño.

Este tipo de enerxía será sustentable, segura, practicamente ilimitada, moi eficaz e facilmente accesible por todos os países. Un aspecto significativo é que a fusión nuclear non emite dióxido de carbono nin outros gases de efecto invernadoiro á atmosfera, polo que contribuiría a paliar os efectos negativos do cambio climático no futuro. Algunhas previsións indican que a fusión podería satisfacer as necesidades enerxéticas mundiais durante millóns de anos. Para dar unha idea da eficiencia que alcanzaría a “enerxía das estrelas”, a cantidade de combustible necesaria nunha central de fusión para fornecer electricidade durante un ano a unha cidade dun millón de habitantes bastaría cun camión pequeno de 60 quilogramos, mentres que se necesitarían 400.000 toneladas de carbón ou 250.000 de petróleo. Ademais, o combustible necesario sería facilmente accesible para calquera país: trataríase de deuterio que se obtén da auga de mar e do litio obtido de sales mariños ou minas de sal distribuídas por todo o planeta.

Dadas as numerosas potencialidades da enerxía de fusión para o ámbito tecnolóxico e científico, en 2007 estableceuse en Cadarache (Francia) o “International Thermonuclear Experimental Reactor” (ITER), a maior instalación mundial de fusión cuxo obxectivo é demostrar que é científica e tecnoloxicamente viable producir este tipo de enerxía na Terra. Neste macroproyecto internacional participan 35 nacións, que colaboran para construír o Tokamak máis grande do mundo, un dispositivo de fusión magnética que foi deseñado para demostrar a viabilidade da fusión como unha fonte de enerxía a gran escala baseada no mesmo principio que alimenta o noso Sol e as estrelas.
 

España, segundo país en contratación en F4E e ITER

Actualmente, España ocupa a segunda posición, despois de Francia, no ranking europeo de contratación por países tanto en F4E como en ITER Organization (IO). Esta posición mantense, mesmo, se se exclúen os contratos de obra civil. Este feito é aínda máis relevante se se considera que as empresas españolas están a competir nun mercado altamente competitivo sen regras de retorno garantido. Desde 2008, as empresas españolas han capturado máis de 650 contratos para o proxecto ITER, que ascenden a máis de 1.468 millóns de euros.

As empresas españolas han alcanzado unha participación moi significativa na construción de ITER, coa adxudicación de máis de 650 contratos. Neste proxecto, cabe resaltar, pola súa importancia tecnolóxica, a participación de compañías españolas na subministración dos imáns superconductores máis grandes do planeta. En concreto, España contribuíu na fabricación das bobinas toroidales e liderado o contrato das ferramentas de fabricación das bobinas poloidales. As empresas españolas tamén foron adxudicatarias con contratos moi importantes na fabricación de diferentes compoñentes de MITICA (Megavolt ITER Injector and Concept Advancement), un prototipo a escala real do inyector de neutróns que se utilizará en ITER para quentar o plasma e noutros sistemas de quecemento do plasma como os Upper Launchers.

En tecnoloxías de materiais, cabe destacar os contratos adxudicados para a fabricación da serie dos First Wall ou pezas que estarán en contacto co plasma e actuarán como primeira barreira, protexendo á cámara sen carga. Tamén son moi relevantes os contratos obtidos para a fabricación da cámara sen carga e a súa ensamblaxe, así como outros en diagnósticos, instrumentación e control, proceso de ensamblaxe do reactor, soporte en aliñamento e metrología e ensamblaxe do Tokamak. Moi significativa foi tamén a contribución española á obra civil deste Tokamak. 

Foto cedida por ITER. Imaxe de Tokamak

España conta con infraestruturas singulares en fusión xa construídas, como o stellarator TJ-II do CIEMAT, onde a industria nacional obtivo máis do 70% da construción, que serviron para que as empresas españolas adquiran referencias para participar en ITER e contribuíron significativamente a esta posición de liderado da nosa industria.

As perspectivas de futuro en canto a oportunidades para as capacidades empresariais españolas son moi potentes. No caso de F4E, a industria española competirá para participar no inyector de neutros, nos sistemas de quecemento do plasma, na crioplanta, en compoñentes internos á vasija, no test blanket modules así como noutros contratos de soporte de enxeñaría. Con respecto á obra civil, comezará a fase II con importantes contratos, entre os que destaca a Hot Cell. Pola súa banda, canto a ITER, nos próximos anos espérase a adxudicación dos grandes contratos de ensamblaxe e mantemento e España terá posibilidades no desenvolvemento de compoñentes mecánicos, sistemas de detritiación, control, diagnósticos e sistemas de monitorización do Tokamak e, sobre todo, en construción da “hot cell” de ITER que está valorada en máis de 1000 millóns de euros.

De ITER a DEMO, o prototipo de reactor de fusión

En paralelo á construción de ITER, prevese o deseño de tecnoloxías craves para DEMO, un prototipo de reactor de fusión que se creará para demostrar que a fusión nuclear controlada pode entregar enerxía á rede. O seu obxectivo é desenvolver e probar tecnoloxías para operar un reactor de fusión non como un experimento científico, senón como unha planta de enerxía. Coa transición de ITER a DEMO a fusión pasará de ser un exercicio de laboratorio impulsado pola ciencia a un programa promovido pola industria e a tecnoloxía. A localización de DEMO aínda está por decidir e en breve espérase que os países interesados en albergar esta infraestrutura presenten as súas expresións de interese.

Os fortes investimentos realizados por países non europeos en fusión e o gran apalancamiento de financiamento privado que se está producindo pode pór en risco ese liderado tecnolóxico-científico de Europa e fai necesario establecer unha estratexia que reforce o seu posicionamento na panorámica actual e garanta unha cadea de subministración europea para os futuros reactores de fusión. Neste contexto, xorde a iniciativa público-privada PPP (Public Private Partnership)  que pretende lanzar a Comisión Europea para acelerar o roadmap europeo de fusión. As tecnoloxías que se desenvolverán neste marco estarán relacionadas con materiais (breeding blankets e materiais avanzados estruturais), tecnoloxías de tritio, manipulación remota, imáns HTS, métodos de refrixeración e tecnoloxías stellarator, entre outras.

Foto cedida por EUROfusion. Roadmap europeo de fusión

CDTI Innovación

O CDTI Innovación é a entidade pública de financiamento da innovación do Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades que promove a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico das empresas españolas, canalizando as solicitudes de financiamento e apoio aos proxectos de I+D+i de entidades españolas nos ámbitos estatal e internacional. Contribuímos á mellora do nivel tecnolóxico das empresas españolas e impulsamos e, cunha rede internacional con cobertura de 51 países, acompañamos a participación española en programas internacionais de cooperación tecnolóxica e a transferencia internacional da súa tecnoloxía empresarial. O CDTI tamén apoia a creación e consolidación de empresas de base tecnolóxica en España.

Máis información:

Oficina de Prensa
prensa@cdti.es
91-581.55.00

En Internet
Sitio 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

Este contido é copyright © 2024 CDTI,EPE. Está permitida a utilización e reprodución citando a fonte e a identidade dixital de CDTI (@CDTI_innovacion).