Μ.Μπλέτσας (ΜΙΤ): Πώς θα φτάσουμε στην άφθονη και καθαρή ενέργεια

Είναι από τα «ιερά δισκοπότηρα» που ψάχνει χρόνια η επιστήμη. Τα υπεραγώγιμα υλικά, που θα επιτρέψουν την ανεμπόδιστη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από ήπειρο σε ήπειρο, χωρίς απώλειες, ρίχνοντας κατακόρυφα τα κόστη και φέρνοντας χαμηλές τιμές στον καταναλωτή. Τις επιτυχίες και αποτυχίες της επιστήμης στην κατεύθυνση για άφθονη, καθαρή και φθηνή ενέργεια, εξηγεί στο Liberal και στον Γ. Φιντικάκη ο Μιχάλης Μπλέτσας, διευθυντής του Media Lab στο κορυφαίο ΜΙΤ της Μασαχουσέτης.

Εκτιμά ότι είναι θέμα χρόνου πότε οι επιστήμονες θα ανακαλύψουν ένα υπεραγώγιμο υλικό που θα κάνει τη διαφορά και θα αλλάξει τα πάντα στην καθημερινότητά μας – από το κόστος των μαγνητικών τομογράφων, των μπαταριών για τις ΑΠΕ, μέχρι την ηλεκτροκίνηση στα πλοία και την πυρηνική σύντηξη-  ενώ μιλά το θόρυβο γύρω από την πρόσφατη ανακάλυψη των νοτιοκορεατών επιστημόνων και το υλικό KL -99.

Στο ερώτημα «πότε θα δούμε πραγματικά χαμηλές τιμές στην ενέργεια», ο Έλληνας του MIT Lab απαντά σε ένα βάθος 10ετίας, εφόσον η επιστήμη λύση τον γρίφο της υπεραγωγιμότητας, κατεύθυνση προς την οποία κινείται δυναμικά.

Συνέντευξη στον Γιώργο Φιντικάκη 

Πώς μπορεί να αλλάξει την καθημερινότητά μας το υλικό LK 99 για το οποίο έχει προκληθεί τόσος θόρυβος στην επιστημονική κοινότητα, εφόσον αποδειχθεί ότι είναι υπεραγώγιμο σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος, κε Μπλέτσα;

Το μέλλον της παγκόσμιας οικονομίας είναι ηλεκτρικό. Από τις μπαταρίες για τις ΑΠΕ μέχρι τα αυτοκίνητα και τα πλοία, όλα στο μέλλον θα χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια. Από την στιγμή λοιπόν που ο ηλεκτρισμός παίζει όλο και μεγαλύτερη σημασία στην ζωή μας, η ανακάλυψη ενός υπεραγώγιμου υλικού σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας, κάνει τη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας πολύ πιο αποδοτική.

Καταρχήν μηδενίζει τις θερμικές απώλειες, που στα σημερινά ηλεκτρικά δίκτυα  είναι τεράστιες, επιτρέποντας τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις και κάνοντας πιο εφικτές τις μεγάλες διεθνείς διασυνδέσεις. Τεράστια και δύσκολα έργα υποθαλάσσιων διασυνδέσεων, όπως αυτή μεταξύ Ευρώπης – Αφρικής, γίνονται περισσότερο επιτεύξιμα.

Και αν αυτό για τους πολλούς μοιάζει κάτι το απόμακρο, ας πάμε στις μικρότερης κλίμακας εφαρμογές καθημερινής χρήσης. Ένα υπεραγώγιμο υλικό κάνει πολύ πιο αποδοτικά τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, καθώς πλέον οι ηλεκτροκινητήρες θα είναι πιο μικροί αλλά πολύ πιο ισχυροί, έχοντας μικρότερες απώλειες.

Καθιστά πολύ πιο αποδοτικές τις ηλεκτρομαγνητικές εφαρμογές, μειώνοντας για παράδειγμα άμεσα και πολύ σημαντικά το κόστος των μαγνητικών τομογράφων (MRI). Διότι το μεγάλο τους κόστος είναι ο μαγνήτης, ο οποίος πρέπει να διατηρείται σε πάρα πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, ώστε να δημιουργήσει το ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Και μπορεί υπεραγώγιμα υλικά να έχουμε και σήμερα, όχι όμως σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Σκεφτείτε ότι οι σπείρες στους υπεραγώγιμους μαγνήτες που χρησιμοποιούνται για τους τομογράφους, ψύχονται με υγρό ήλιο ή άζωτο.

Κάθε τεχνολογία που λειτουργεί με ρεύμα, από μια απλή γεννήτρια μέχρι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, θα γίνει αποδοτικότερη. Και επειδή μιλάμε για μονάδες ηλεκτροπαραγωγής, έτερη σημαντική εφαρμογή του υπεραγώγιμου υλικού είναι η πυρηνική ενέργεια και πιο συγκεκριμένα οι ηλεκτρομαγνήτες που δημιουργούν τα μαγνητικά δοχεία για το πλάσμα το οποίο χρησιμοποιείται στους αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης.

Η πρόσφατη πρόοδος στην αύξηση της αγωγιμότητας στα υλικά που χρησιμοποιούνται σε αυτούς τους ηλεκτρομανήτες έδωσε μεγάλη ώθηση στην έρευνα γύρω από την σύντηξη. Αν γίνει πραγματικότητα η υπεραγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου, η ώθηση αυτή θα είναι πολύ μεγαλύτερη.

Εφόσον δηλαδή αποδειχθεί ότι βρέθηκε ένα τέτοιο υλικό και μπει σε μαζική παραγωγή, οι πρώτες εφαρμογές θα αφορούν τους ηλεκτρομαγνήτες;  

Ναι, οι πρώτες εφαρμογές θα αφορούν τους ηλεκτρομαγνήτες, οι οποίοι σήμερα χρειάζονται πολύ μεγάλες ποσότητες ενέργειας και έχουν πολύ μεγάλες απώλειες. Από την στιγμή όμως που αυξηθεί θεαματικά η αγωγιμότητά τους, χωρίς να χρειάζεται πρώτα να ψυχούν σε θερμοκρασίες κοντά στο μηδέν, θα μειωθεί δραστικά το κόστος αυτών των διατάξεων και συνολικά το κόστος λειτουργίας των μονάδων παραγωγής ρεύματος.

Ερχόμαστε δηλαδή πιο κοντά σε χαμηλότερες τιμές ενέργειας για τον τελικό καταναλωτή;

Βεβαίως, αφού όλο και μεγαλύτερο μέρος της παραγόμενης ενέργειας θα φτάνει στην τελική κατανάλωση αντί να χάνεται κατά την μεταφορά. Αν όντως ισχύει αυτό που υποστηρίζουν στις επιστημονικές τους προ δημοσιεύσεις (white papers) οι δύο νοτιοκορεάτες επιστήμονες Lee και Kim από το Quantum Energy Research Center της Σεούλ, και το LK-99 αποδειχθεί ένα υπεραγώγιμο υλικό υπό κανονικές συνθήκες πιέσεως και θερμοκρασίας, τότε αυτό σε βάθος χρόνου, θα συντελέσει στην μείωση των απωλειών ενέργειας και τελικά θα οδηγήσει σε μικρότερα κόστη για την ηλεκτρική ενέργεια.

Είναι ένα από τα «ιερά δισκοπότηρα» που ψάχνει η επιστήμη. Το κυνηγάει εδώ και χρόνια, έχουν γίνει βήματα, χωρίς όμως ποτέ  να έχουμε παρατηρήσει συνθήκες υπεραγωγιμότητας σε φυσιολογικές συνθήκες.
Δείτε ένα παράδειγμα. Το σημερινό πρόβλημα της τεχνολογίας, όπως είπαμε, είναι ότι κατά την μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από την παραγωγή στην κατανάλωση, μεγάλο μέρος της χάνεται. Ένα υπεραγώγιμο όμως υλικό θα μείωνε δραματικά τις απώλειες.

Άρα θα δημιουργούνταν οι προϋποθέσεις να έχουμε παραγωγή σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση από την τελική κατανάλωση με πολύ πιο οικονομικούς όρους. Έτσι, η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από ήπειρο σε ήπειρο –  για παράδειγμα από τα αιολικά και φωτοβολταικά της Βορείου Αφρικής προς την Ευρώπη – θα μπορούσε να γίνεται με πολύ μικρές απώλειες, πολύ οικονομικότερα, άρα θα μεγάλωνε και το επενδυτικό ενδιαφέρον για παρόμοια έργα.

Είναι δηλαδή μια τόσο επαναστατική εξέλιξη που μπορεί να δούμε στο μέλλον και κατακόρυφη πτώση των τιμών στην ενέργεια;

Όχι άμεσα, αλλά μακροπρόθεσμα. Το αρχικό κεφαλαιουχικό κόστος μιας επένδυσης, όπως στο παραπάνω παράδειγμα, θα είναι λογικά υψηλότερο απ’ ότι σήμερα, αφού τα δίκτυα του μέλλοντος θα χρησιμοποιούν στην αρχή αυτά τα νέα και «εξωτικά» υπεραγώγιμα υλικά.

Κατά πάσα πιθανότητα τα πρώτα χρόνια το κόστος κατασκευής αυτών των δικτύων θα ανέβει. Εκείνο όμως που θα πέσει κατακόρυφα θα είναι το λειτουργικό τους κόστος, καθώς θα μηδενιστούν σχεδόν οι απώλειες.

Στο ερώτημα επομένως «πότε θα δούμε χαμηλότερες τιμές στην ενέργεια», η απάντηση είναι σε ένα βάθος 10ετίας, εφόσον φυσικά επαληθευτούν οι έρευνες ως προς το υλικό για το οποίο συζητάμε, κάτι το οποίο δεν φαίνεται να συμβαίνει.

Στον κόσμο της ενέργειας, η 10ετία είναι ένα πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Η ραγδαία πρόοδος της ψηφιακής τεχνολογίας, οι συνεχείς ανακαλύψεις και το μπαράζ καινούργιων προϊόντων που κυκλοφορούν κάθε χρόνο οι τεχνολογικοί κολοσσοί, μας έχουν κακομάθει. Έχουμε εθιστεί στις μεγάλες ταχύτητες της πληροφορικής και θεωρούμε ότι παντού οι χρόνοι πρέπει να μειώνονται με τον ίδιο ρυθμό. Είναι μια εσφαλμένη αντίληψη.

Γιατί αποτελεί ένα «μεγάλο ερωτηματικό», όπως είπατε, το κατά πόσο το KL99 είναι πράγματι ένα υπεραγώγιμο υλικό;

Κυρίως γιατί κανείς ακόμη δεν έχει καταφέρει να επαληθεύσει ερευνητικά τους ισχυρισμούς των εφευρετών του. Αυτό θα μπορούσε να συμβαίνει για πολλούς και διαφορετικούς λόγους. Είτε επειδή οι ίδιοι έκαναν κάποιο λάθος στους υπολογισμούς, είτε γιατί δεν έχουν δημοσιεύσει όλα τα βήματα που ακολούθησαν για την κατασκευή του, είτε επειδή η κατασκευή του κρυσταλλικού αυτού υλικού είναι εξαιρετικά δύσκολη.

Τότε, θα μου πείτε, γιατί τόσος θόρυβος γύρω από αυτό; Διότι όπως σας είπα μιλάμε για ένα «ιερό δισκοπότηρο» για την επιστήμη. Εάν ανακαλυφθεί ένα τέτοιο υλικό και μπει σε μαζική παραγωγή αλλάζουν όλα όσα ξέραμε μέχρι σήμερα για την ηλεκτρική ενέργεια: Από τον απλό μαγνητικό τομογράφο και τους ηλεκτροκινητήρες μέχρι τα τραίνα μαγνητικής αιώρησης και τις μεγάλες διεθνείς υποθαλάσσιες ηλεκτρικές διασυνδέσεις και μαγνήτες που χρησιμοποιούνται στην πυρηνική σύντηξη, τα πάντα θα γίνουν αποδοτικότερα.

Ο ενθουσιασμός είναι δικαιολογημένος. Αλλά από την στιγμή που δεν είναι εφικτό να επαναληφθούν οι μετρήσεις των δύο νοτιοκορεατών επιστημόνων, καλό θα είναι να είμαστε πολύ επιφυλακτικοί, έως ότου η επιστημονική κοινότητα καταφέρει να επιβεβαιώσει τους ισχυρισμούς τους.

Ακόμη πάντως και αν οι δύο δεν είναι τελικώς εκείνοι οι τυχεροί που θα ανακαλύψουν το πρώτο υπεραγώγιμο υλικό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος στην ιστορία η πρόδος προς την υπεραγωγιμότητα θα συνεχιστεί. Η η επιστήμη κινείται πολύ δυναμικά προς αυτή την κατεύθυνση..

* Ο Μιχάλης Μπλέτσας είναι διευθυντής Πληροφορικής στο Media Lab του ΜΙΤ.