Elon Musk: Aurinko vs Fuusio — Kumpi voittaa ja miksi?

Kun puhutaan energialähteistä, puolueellisuus on tänään olennainen osa aihetta. Konservatiivit saattavat suosia fossiilisia polttoaineita, liberaalit aurinkopaneeleja ja sähköautoja, ja teknologit toivovat ydinrenessanssia (ydinhalkeama).

Samaan aikaan tutkijat käyttävät monimiljardiarvoisia budjetteja yrittäessään avata ydinfuusiota, joka teoriassa voisi olla täydellinen energialähde, joka on sekä puhdas että rajaton. Mutta kaikki eivät ole yhtä mieltä siitä, että se toimisi pian.

Aluksi skeptikot ovat melko oikeutettuja ydinfuusion hyödyllisyyden ja kaupallisen kannattavuuden ennusteiden surkean historian vuoksi — ajankohta, joka aina näyttää olevan 20–30 vuotta tulevaisuudessa, ja on ollut niin viimeiset 80 vuotta.

Äskettäin teknologiajohtaja, miljardööri ja kiistanalainen hahmo Elon Musk on ottanut kantansa keskusteluun. Hän sanoi periaatteessa, että ydinfuusion tutkimusprojektit ovat turhia, koska paras ja hyödyllisin ydinreaktori on jo olemassa: Aurinko.

Lähde: Elon Musk / X

Ja todellakin, Auringon energian tuotanto todennäköisesti ylittää ihmiskunnan pysyvästi.

Vaikka Jupiterin tilavuus on noin 1 300 kertaa Maan, Aurinko silti peittää sen. Se sisältää 99,86 % kaikesta massasta aurinkokunnassamme ja polttaa jatkuvasti 600 miljoonaa tonnia vetyä sekunnissa.

Joten Musk:n mukaan ihmiskunnan tulisi panostaa kaksinkertaisesti aurinkoenergiaan ja unohtaa ydinfuusio.

Mutta onko hän oikeassa?

Aurinkoenergian suuri etu: kustannus ja nopeus

Aikaisemmassa artikkelissa, jonka otsikko on “The Solar Age – A Bright Future To Mankind”, keskustelimme siitä, kuinka aurinkoenergia on nopeasti nousemassa sivilisaatiomme ensisijaiseksi energialähteeksi.

Suuri osa tästä johtui useiden vuosikymmenten edistymisestä, jonka seurauksena aurinkopaneelien hinta laski 30‑kertaiseksi.

Lähde: IEA

Samanaikaisesti sähköautot ja riittävän suuret akkuparkit, jotka voivat syöttää sähköverkkoa, ovat lisänneet sähkön hyödyllisyyttä fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna.

Silti aurinkoenergia kärsii muutamista rajoituksista:

• Tuotanto on paljon alhaisempaa talvella, erityisesti pohjoisilla leveysasteilla.
• Hintojen laskunopeus on alkanut hidastua.
• Tuotanto on epäsäännöllistä ja vaikea ennustaa, mikä johtaa vähemmän ihanteellisiin tilanteisiin:
  • Joko aurinko pysyy pienenä osana koko energiamixiä, vaikuttaen merkittävästi vain aurinkoisina päivinä.
  • Tai aurinko kasvaa suuremmaksi osaksi energiamixiä, mutta massiivisen ylijäämäkapasiteetin kanssa pilvettömille päiville.
  • Tai massiivisia akkuparkkeja, vedyn tuotantolaitoksia tai muita energian varastointijärjestelmiä—kustannuksiltaan biljoonia—on rakennettava täydentämään aurinkoa pilvisinä päivinä, iltana ja talvena.

Samaan aikaan aurinkoenergia toimii nyt, kun taas fuusioreaktorit ovat edelleen vain teoria kaupallisesti hyödyllisten mallien osalta.

Voiko ydinfuusio tulla kaupalliseksi?

Kuten selitimme syväluotaavassa raportissamme ydinfuusiosta, fuusio on teoriassa ihanteellinen energialähde: se ei tuota saasteita (tuotos on helium), kuluttaa yleisintä aineista universumissa (vety) ja on kymmenien kertojen voimakkaampi kuin edes suurimmat ydinhalkeamavarat.

Ongelma on, että se vaatii materiaalin käsittelyn turvallisesti ja edullisesti, kun se on puristettu ja kuumennettu kymmeniin tai satoihin miljooniin asteisiin — ja samalla energian poimimisen siitä.

Vaikka tiedämme, miten ydinfuusio laukaistaan 1950‑luvulta lähtien, sen hyödylliseksi energian tuotannoksi saattaminen on ollut vaikea tavoite.

Silti kansainvälinen ITER-hanke etenee. Ja yksityiset yritykset kuten Commonwealth Fusion Systems ja Proxima Fusion ilmoittavat omista kaupallisista malleistaan, jotka julkaistaan seuraavien vuosien aikana.

Joten jatkaaksemme vertailua Elon Musk:n käynnistämä: vaikka kaupallinen fuusio kehittyisi, onko se aurinkoon nähden vanhentunut?

Aurinko vs Fuusio Vertailu

Yleiskatsaus

Keskeiset argumentit riippuvat siitä, mistä kulmasta tarkastelet kutakin energialähdettä.

Aurinkoa puolustava argumentti on, että se on periaatteessa “ilmainen”, sillä energia on jo tuotettu jättimäisen ydinfuusioreaktorin, Auringon, toimesta, ja saapuu Maahan joka päivä odottamaan keräystä.

Kriitikot sanovat, että vaikka kokonaismäärä, joka osuu Maahan, on valtava, se on liian hajautunutta neliöjalkaa kohti ollakseen todella tehokasta ja liian altis ympäristön vaihteluille.

Toisaalta tulevat ydinfuusioreaktorit tuottaisivat energiaa, joka on paljon tiheämpää, tuottaen tehoa tarpeen mukaan. Se on myös täysin riippumaton säästä, vuodenaikojen tai vuorokaudenajasta.

Lopulta argumentti ei ole niin paljon tekninen kuin konseptuaalinen ja taloudellinen.

Pyyhkäise vierittääksesi →

Miten aurinko voi voittaa?

Taloudellinen polku

On olemassa muutamia polkuja, joiden avulla aurinko voi olla järkevä, riippumatta siitä, kuinka tehokkaaksi ydinfuusio kehittyy.

Yksi on tulla niin halpaan ja kaikkialle levinneeksi, että energian tuotanto on vain jälkijäteen. Esimerkiksi, jos aurinkopaneelit tulevat riittävän halvoiksi, on järkevää peittää jokainen katto, jokainen aita ja ehkä jokainen ulkoseinä niillä.

Kaksipuoliset paneelit, jotka tuottavat energiaa sekä etupuolelta että takapuolelta, olisivat ihanteellisia moniin tällaisiin suunnitelmiin. Erittäin kestävät paneelit tarjoaisivat myös suuria taloudellisia etuja, jos ne voisivat tuottaa 30‑ tai 50‑vuotta vähäisillä menetyksillä.

Lähde: Next2Sun

Tuossa yhteydessä kyseinen skenaario vaatii myös lähes nollakustannuksia akuille, jotta illat ja talvi voidaan täysin täydentää aurinkotuotannon kasvulla aurinkoisina päivinä. Pitkän matkan (tuhansia kilometrejä tai mailia) yhteydet verkkojen välillä voisivat myös auttaa.

Sen jälkeen, riippumatta siitä, kuinka tehokkaaksi ydinfuusio kehittyy, se todennäköisesti rajoittuisi kapeisiin sovelluksiin, kun suurin osa verkosta toimitetaan aurinkopaneeleilla, jotka todennäköisesti sijaitsevat aurinkoisilla paikoilla kuten aavikoissa tai korkeilla vuorilla.

Korkean teknologian polku

Toinen vaihtoehto aurinkopaneelien rajoitteiden lieventämiseksi — jotka liittyvät enimmäkseen päivä‑yö‑sykliin ja säähän — on siirtyä paikkaan, jossa molemmat ongelmat ovat poissa: avaruuteen.

Avaruuspohjainen aurinkovoima, jonka selitimme omassa artikkelissamme, perustuu aurinkovoimaloiden asettamiseen kiertoradalle, missä Aurinko paistaa 24/7 ja paljon suuremmalla intensiteetillä kuin Maan pinnalla. Energia siirretään sitten Maahan mikroaalto-säteiden ja omistettujen vastaanottopisteiden avulla.

Tässä mielessä tällaiset aurinkolaitokset voitaisiin pitkällä aikavälillä sijoittaa kiertoradalle Venus- tai Merkuriuksen ympärille tai jopa lähemmäs Aurinkoa, mikä lisäisi niiden tuotantoa entisestään.

Vaikka Musk ei selittänyt tätä argumentissaan, tämä saattaa olla sen taustalla oleva ajatus. Vaikka maapohjainen aurinko ei ole vielä täydellinen, laukaisukustannusten romahdus raketeilla kuten Musk:n Starship voisi tehdä avaruusauringosta niin halvan, että se voi suoraan kilpailla kaikkien muiden energialähteiden kanssa.

Miten fuusio voi voittaa?

Tietenkin ensimmäinen askel ydinfuusiolle voittaa kilpailu ihmiskunnan ensisijaiseksi energialähteeksi on onnistua tuottamaan enemmän energiaa kuin se kuluttaa sytytykseen.

Jos näin tapahtuu, kysymys on enimmäkseen taloudellinen, ja muutamia keskeisiä kysymyksiä on vastattava:

• Mikä on ydinfuusiolaitoksen rakentamisen kustannus? (Pääomakustannukset)
• Kuinka paljon maksaa tuottaa kWh, kun se on rakennettu, kaikki kulut huomioiden — ei pelkästään polttoaine, vaan myös henkilöstö, ylläpito, korjaukset, seisokit, vakuutukset jne.? (Toimintakustannukset)
• Kuinka kauan se voi toimia ennen kuin se on poistettava käytöstä (poistoaikataulu)?

Tiedämme, että tämä voi olla hankalaa, sillä ydinhalkeama, vaikka se on teknologinen ihme, on myös erittäin kallista rakentaa ja käyttää.

Vaikka osa näistä kustannuksista liittyy ydinhalkeaman sisäisiin riskeihin (joita fuusiossa ei ole), teknologia, jonka hallitsemiseen kesti lähes vuosisata, ei todennäköisesti tule halpana, ja se vaatii valtavia suprajohtavia magneetteja, kehittyneitä elektroniikkaa, supertietokoneita, uusia supermateriaaleja sekä plasma- ja kvanttifysiikan asiantuntijoita.

Fuusio kuitenkin voittaa kaikissa sovelluksissa, jotka vaativat paljon tehoa yhdessä paikassa, tarpeen mukaan. Joten riippumatta kaikesta, jos ydinfuusio toteutuu, se todennäköisesti tulee valituksi energialähteeksi suurille sotalaivoille, avaruusaluksille ja tietyille raskaille teollisuudenaloille.

Tämä tulee myös olemaan suosittu energialähde kaikelle syväavaruustutkimukselle, sillä auringonvalo vähenee eksponentiaalisesti, kun liikumme kauemmas Auringosta. Esimerkiksi Jupiter saa vain 4 % Maan saaman auringonvalon määrästä.

Kolme skenaariota energiamixille: aurinko, varastointi, fuusio

Yleisesti ottaen ihmiskunnan tuleva energiamix riippuu muutamasta tekijästä, joista Elon Musk työskentelee henkilökohtaisesti muuttaakseen niitä.

Skenaario 1: Auringon rajoitusten muuri

Jos ei edisty halvempien aurinkopaneelien eikä erittäin halvan energian varastoinnin osalta, teknologia alkaa edetä yhä hitaammin.

Tässä tapauksessa aurinko ei pysty hallitsemaan koko energiverkon kysyntää, ja peruskuorma‑ ja talvikulutus on katettava fossiilisilla polttoaineilla tai jollakin ydinenergiamuodolla — ydinfuusio on ihanteellinen vaihtoehto, jos se on mahdollista, kiitos sen alhaisen hiilidioksidipäästön ja alhaisen riskin.

Ottaen huomioon aurinkoenergian nykyisen suosion, tämä todennäköisesti tapahtuu, jos sekä aurinkopaneelien että akkujen teknologia kohtaa perusfysiikan rajoituksia, jotka estävät jatkokehityksen.

Skenaario 2: Aurinkoenergian kaikkialle levinneisyys

Tässä vaihtoehdossa aurinkoenergia muuttuu niin halpaan, että sen kustannusten mittaaminen on melkein turhaa. Tuotanto on niin runsasta, että aurinkoisina päivinä syntyy valtava “turha” ylijäämä, kun taas pimeämpinä päivinä ne kattavat edelleen massiivinen kaikkialle levinnyt aurinkopaneelien puisto, joka peittää suurimman osan rakennuksista, teistä jne.

Tämä energian runsaus mahdollistaa monien aikakauden ongelmien ratkaisemisen:

• Suolanpoisto mahdollistaa aavikoiden viherrystämisen ja runsaan makean veden saatavuuden.
• Hiilidioksidin talteenotto voidaan toteuttaa massiivisessa mittakaavassa, ratkaisten kaikki huolenaiheet hiilipäästöistä.
• Rajaton halpa energia mahdollistaa metallien louhinnan heikkolaatuisesta malmista, luoden lähes rajattoman raaka-aineiden tarjonnan.
• Tekövalon kustannus muuttuu merkityksettömäksi, tehden pystykasveista ensisijaisen ruokalähteemme, mikä mahdollistaa suurten ympäristöalueiden luonnon palauttamisen.

Lähde: One Earth

Sama lopputulos saavutetaan onnistuneella kiertoradan aurinkovoimaloiden käyttöönotolla. Massiivinen energiansaanti ei voi vain toimittaa Maata, vaan myös avaruuskolonioita ja asteroidien louhintaa, mikä johtaa samankaltaiseen runsauteen metalleissa, resursseissa ja energiassa.

Skenaario 3: Fuusio hallitsee

Useimmat teknologiat alkavat hitaasti, siirtyvät eksponentiaalisen parantumisen vaiheeseen ja alkavat sitten pysähtyä konseptin sisäisten rajoitusten vuoksi. Olemme nähneet tämän lähes kaikissa uusissa teknologioissa viimeisten 200 vuoden aikana.

Mitä tekee fuusiosta niin jännittävän, on se, että teknologia on juuri nousemassa konseptivaiheesta kaupalliseen vaiheeseen.

Kustannusten ja tehokkuuden tulisi parantua merkittävästi, kun kokeellinen ymmärrys, mittakaavaedut ja uudet löydöt astuvat peliin, aivan kuten varhaiset polttomoottorit eroavat nykyisistä autonmoottoreista.

Joten vaikka aurinkolla on mahdollisuus tulla “liian halpaan mitattavaksi”, ydinfuusiolla on vieläkin suurempi mahdollisuus saavuttaa tällainen korkea tavoite.

Mitä voisi kallistaa tasapainoa, on jos ydinfuusio kehittyy riittävän nopeasti. Jos fossiilisiin polttoaineisiin vaihtoehto syntyy, joka sopii suoraan keskitettyihin sähköverkkoihimme ja energiajärjestelmäämme, se voisi kilpailla aurinkoa vastaan ennen kuin sillä on aikaa tulla kaikkialle levinneeksi. Ja tietysti fuusion etu avaruus- ja sotilassovelluksissa saattaa myös kallistaa tasapainoa sen puolesta.

Yhteenveto

Koska valtava enemmistö ensisijaisesta energiankulutuksestamme tulee edelleen fossiilisista polttoaineista (hiili, öljy ja kaasu), saattaa vaikuttaa hieman oudolta keskustella aurinkoon ja ydinfuusioon liittyvästä merkityksestä.

Juuri nyt kumpikin on äärimmäisen tarpeellinen energiajärjestelmiemme päivittämiseksi kestäviin, vähähiilisiin lähteisiin.

Lähde: EIA

Käytännössä Musk:n kommentti on järkevä, jos näet fuusiotutkimusbudjetit viivästyttävän aurinkoenergian hyväksymistä — erityisesti jos lopulta planeettamittainen tai avaruusaurinko on järkevämpää.

Tämä ei tarkoita, että hän olisi välttämättä oikeassa, sillä aurinko (ja energian varastointi) eivät ole vielä osoittaneet pystyvänsä tarjoamaan 100 % energian tarpeistamme — ei pelkästään verkon kysyntää, vaan myös kaikkea energiaa, joka tarvitaan liikenteeseen, kemianteollisuuteen ja raskaisiin teollisuudenaloihin.

Joten voi myös olla järkevää olla laittamatta kaikkia munia samaan koriin, vaan työskennellä samanaikaisesti monien vähähiilisten energialähteiden parissa: aurinko, geoterminen, tuuli, 4^th sukupolven halkeama, ja fuusio.

Ja joka tapauksessa voimme myös sanoa, että ydinfuusion potentiaali avaruustutkimukseen ja -kolonisaatioon saattaa itsessään riittää oikeuttamaan sen hallitsemiseen pyrkimisen.

Fuusioyritykset, joihin kannattaa kiinnittää huomiota (useimmiten yksityisiä—toistaiseksi)

Tällä hetkellä mikään ydinfuusiosta kaupallisesti kannattavaksi pyrkivä yritys ei ole listattuna pörssissä. Tämä sisältää Helion, General Fusion, Commonwealth Fusion, TAE Technologies, ZAP Energy, ja NEO Fusion.

Löydät laajan luettelon ydinfuusiotilassa toimivista startup-yrityksistä Dealroomin omistettuilla sivulla.

Poikkeus on Lockheed Martin. Avaruusturvallisuusyritys on työskennellyt 2010‑luvun alusta Compact Fusion -nimisen ydinfuusioreaktorin parissa, jonka odotettiin olevan valmis 2020‑luvuilla.

Kuitenkin on sen jälkeen ilmoitettu, että projektiin liittyvä työ lopetettiin vuonna 2021.

Yritys on ollut erittäin varovainen tämän projektin suhteen sen alun julkisen ilmoituksen jälkeen. Tähän päivään mennessä on epäselvää, mikä tarkalleen otti yrityksen hylkäämään idean.

Samaan aikaan vaikuttaa siltä, että se ei hylännyt konseptia kokonaan, erityisesti 2024‑vuoden investoinneilla Helicityyn, startupiin, joka kehittää fuusiomoottoria.

Ideana olisi propellaa avaruusaluksia lyhyillä fuusiopurskeilla. Helicity aikoo käyttää plasma-aseita, samaa lähestymistapaa kuin General Fusion.

Mahdollisesti Lockheedin omat sisäiset tulokset ovat osoittaneet, että niiden suunnittelu ei pysty ylläpitämään fuusiota tavalla, joka on yhteensopiva energian tuotannon kanssa.

Mutta ehkä lyhyet purskeet riittävät avaruuspropulsioon, ja ne ovat paljon lähempänä varsinaisen tuotteen toteutumista? Se sopisi myös paremmin yrityksen kokonaisvaltaiseen avaruus- ja puolustuskeskeiseen profiiliin.

Julkisesti noteeratut aurinkoyhtiöt (riskit mukana)

1. Daqo New Energy Corp.

Tämä kiinalainen yritys on yksi maailman johtavista polysilikonin tuottajista, joka on keskeinen komponentti aurinkopaneelien valmistuksessa. Tämä tekee Daqosta myös yhden Kiinan hallitsevan aseman perustuspilareista aurinkopaneeliteollisuudessa.

Yritys on kasvattanut tuotantokapasiteettiaan erittäin nopeasti, lisäten sitä yli 8‑kertaiseksi vuodesta 2019.

Lähde: Daqo

Daqon asema aurinkopaneelien toimitusketjun keskellä on mahdollistanut sen hyötyä merkittävästi sektorin kasvusta, liikevaihdon kasvaessa 0,68  miljardia dollaria vuonna 2020 4,6  miljardiin dollariin vuonna 2022. Vuoden 2022 nousun jälkeen polysilikonin hinnat ovat viilentyneet, mikä on aiheuttanut osakekurssin laskun vuoden 2021 huipulta.

Yrityksen viestintä ja verkkosivusto ovat hieman heikkoja, mutta eivät ole poikkeuksellisia teolliselle B2B-yritykselle, joka keskittyy enemmän imagoonen teollisuuden sisällä kuin laajempaan yleisöön tai ulkomaisiin sijoittajiin.

Osake käy kaupassa hyvin alhaisella arvostuksella suhteessa sen P/E‑lukuun ja kassavirtaan. Tämä johtuu osittain kiistoista, jotka yhdistävät yrityksen Xinjiangin pakko-työvoiman käyttöön, sekä Washington, DC:n keskusteluista mahdollisista lisäsanktioista alueella toimivia yrityksiä vastaan.

Sijoittajien tulisi olla tietoisia siitä, että Daqo‑osake sisältää erittäin todellisen geopoliittisen riskin, sekä suuren taloudellisen nousupotentiaalin sen alhaisten arvostuslukujen vuoksi.

2. JinkoSolar Holding Co., Ltd.

Jinko on yksi maailman suurimmista aurinkopaneelien valmistajista, ja se sijaitsee pääosin Kiinassa. Välttääkseen tulleja yritys monipuolistaa valmistuspaikkojaan, valmistamalla piikiekkoja Vietnamissa ja aurinkokennoja Malesiassa ja Yhdysvalloissa.

Lähde: Jinko Solar

Joka tapauksessa yritys ei ole liiaksi altistunut länsimaisille markkinoille, sillä Kiina, Aasian Tyynenmeren alue (APAC) ja kehittyvät markkinat muodostavat suurimman osan yrityksen liiketoiminnasta.

Lähde: Jinko Solar

Jinko toimitti 85–100 GW aurinkokennoja pelkästään vuonna 2025, verrattuna vain 14,5 GW kahden vuoden aiemmin. Tämä tekee Jinkosta #1 valosähköteollisuudessa.

Jinkon edistyksellisin aurinkokenno, N-tyyppi, saavuttaa poikkeuksellisen korkean 27,2 % energiatehokkuuden. Se myös tarjoaa kaksipuolisia paneeleja.

Pyrkiessään parantamaan tuotteidensa ympäristöprofiilia, Jinko Solar julkaisi myös NeoGreenin, ensimmäisen N-tyypin aurinkopaneelin, joka on valmistettu kokonaan uusiutuvalla energialla (sen sijaan, että Kiinassa tavallisesti käytettäisiin hiiltä).

Vuodesta 2023 lähtien N-tyypin paneelit ovat hallinneet suurinta osaa Jinkon myynnistä, edustaen 80 % kokonaislähetyksistä, ja lisää kapasiteettia 56 GW:n tuotantolaitoksesta, joka on juuri avattu. Kokonaisvalmistuskapasiteetin odotetaan saavuttavan 130 GW vuonna 2025, mikä on lähes puolet yrityksen koko historian kumulatiivisesta tuotannosta.

Jinkon erittäin aggressiivinen tuotantokapasiteetin kasvu heijastaa yrityksen luottamusta N-tyypin teknologiaan ja sen pyrkimystä valloittaa Aasian, Afrikan ja Etelä-Amerikan vientimarkkinat — sekä yleinen näkemys aurinkoenergian ottavan haltuun maailman energiajärjestelmät.