Fusão nuclear promete revolucionar transição energética

Uma empresa americana anunciou que, até 2028, vai produzir energia nuclear de fusão. A fusão nuclear promete revolucionar a transição energética —não é intermitente como a energia eólica e a solar, não deixa muitos resíduos radioativos como a nuclear de fissão usada atualmente, e seria a fonte renovável mais barata até agora.

O mercado encarou o anúncio com ceticismo, uma vez que o processo é complexo e ninguém conseguiu, até hoje, produzir esse tipo de energia comercialmente.

Mas a empresa é a Helion Energy, que tem como principal investidor e presidente do conselho Sam Altman, o gênio por trás do ChatGPT, o modelo de inteligência artificial generativa.

E a Helion Energy não apenas anunciou —ela se comprometeu a fornecer energia de fusão para a gigante de tecnologia Microsoft até 2028. Se não entregar, pagará uma multa, segundo o contrato assinado com a empresa de Bill Gates, um entusiasta da energia de fusão que investe em companhias do setor.

Trata-se do primeiro contrato de fornecimento de energia de fusão, fonte que cientistas vêm tentando desenvolver há décadas. A Helion não revela o valor do contrato nem da multa.

A empresa promete apresentar o Polaris, seu protótipo de gerador, ainda neste ano. E em setembro fechou um contrato com a maior siderúrgica dos EUA, a Nucor, para construir uma usina de fusão nuclear em uma das unidades da empresa até 2030.

O setor de energia de fusão vive um boom. Segundo a Associação da Indústria de Fusão, que reúne 36 empresas, o setor já recebeu investimentos de US$ 6 bilhões, sendo US$ 1,4 bilhão no ano passado.

A energia de fusão tem inúmeras vantagens em relação às fontes renováveis disponíveis atualmente.

"Produzir energia de fusão vai revolucionar nossas vidas, será uma transição semelhante à revolução industrial de 1800", disse à Folha o professor Gianluca Sarri, especialista em física de plasma e lasers da Queen's University em Belfast.

"Trata-se de uma fonte de combustível limpa, virtualmente inesgotável e renovável", afirmou.

Enquanto as usinas nucleares atuais usam um processo chamado fissão, que aproveita a energia liberada pela quebra de átomos pesados, a fusão nuclear faz o oposto, ela gera energia juntando átomos leves.

A fusão usa deutério e trítio, que são tipos de hidrogênio, um dos elementos mais abundantes na Terra. O principal resíduo que essas reações produzem é o hélio, um gás não radioativo.

Essa é uma das principais vantagens da fusão nuclear sobre a fissão nuclear, que usa urânio e produz resíduos radioativos.

Segundo Sarri, as usinas de energia de fusão nuclear serão muito mais seguras do que as de fissão. Isso porque as reações de fissão são "reações em cadeia" —uma vez iniciadas, são autossustentáveis, é preciso "domá-las".

Se algo dá errado, as reações tendem a sair de controle, com perigo de contaminação radioativa. Já as reações de fusão não têm esse problema; se algo der errado, as reações simplesmente param.

"A fusão promete uma energia limpa, pois não emite CO₂ no processo de produção; confiável, porque não depende da luz solar ou do vento, e transportável, já que vem de um dispositivo que pode ser construído em qualquer local que possa acomodar uma usina. Tanto a energia de fissão nuclear [a tradicional] quanto a de fusão têm esses atributos, mas a fusão não tem os mesmos problemas de segurança e descarte de combustível que têm afetado a fissão", disse à Folha Carlos Paz-Soldam, professor associado de física aplicada na Universidade Columbia.

"A maior dificuldade é técnica —ainda há obstáculos tecnológicos a serem superados para que ela possa contribuir para o nosso suprimento de energia", afirmou.

Produzir energia nuclear de fusão é um desafio gigantesco: envolve a colisão de dois átomos em velocidades altíssimas e a transformação da energia dessa reação em eletricidade. Quando dois núcleos de átomos leves se chocam, eles se fundem em um mais pesado.

Esse processo libera uma enorme quantidade de energia. Essa fusão ocorre em um estado da matéria chamado de plasma —uma espécie de gás formado de íons e elétrons livres— e exige temperaturas acima de 100 milhões de graus Celsius para superar a repulsão elétrica.

As empresas estão desenvolvendo abordagens diferentes para os reatores de fusão, mas a maioria usa plasma confinado entre ímãs ultrapoderosos ou lasers.

Um avanço em dezembro de 2022 empolgou os defensores da tecnologia. Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia, alcançaram o primeiro ganho líquido de energia, um marco importante para criar eletricidade. Isso significa que a reação consumiu menos energia do que produziu. Desde então, houve outros testes bem-sucedidos.

Mas daí a produzir energia de forma regular e levar a eletricidade até a rede é um longo caminho. "Essa fonte de energia pode ser a solução de longo prazo para o problema energético. É completamente irreal propor isso como uma solução de curto prazo", disse Sarri.

Um dos maiores obstáculos é manter a temperatura altíssima sem danificar o local onde é feita a reação. Outra é aumentar a escala.

Para Pablo Rodriguez-Fernandez, cientista do Centro de Ciências do Plasma e Fusão do MIT (Massachusetts Institute of Technology), a maioria dos cientistas acha que não será possível obter a energia de fusão até 2028.

"Achamos que, nesta década, vamos desenvolver as bases para uma usina de energia de fusão, mas não produzir watts de eletricidade", disse à Folha, citando os projetos da Commonwealth Fusion Systems, que é ligada ao centro do MIT.

A Commonwealth Fusion Systems está construindo um dispositivo de fusão. A empresa prevê demonstrar produção líquida de energia em 2025 e tem Bill Gates e a Alphabet, dona do Google, entre os principais investidores.

"Acreditamos que vamos entrar na era de construção de usinas em 2030 e comercialização em 2040." Ou seja, talvez a energia de fusão não chegue a tempo de evitar os efeitos mais catastróficos do aquecimento global.

Mesmo assim, mais de 30 empresas estão investindo em diferentes tecnologias para tentar produzir a energia de fusão.

"O darwinismo fará seu trabalho nos próximos anos, especialmente entre empresas que não têm experiência industrial e em gestão de grandes projetos tecnológicos", disse à Folha Frédérick Bordry diretor de Tecnologia da Gauss Fusion.

Ele foi diretor de tecnologia do complexo de aceleradores do Cern (Organização Europeia para a Investigação Nuclear) por mais de dez anos. Segundo ele, a Gauss planeja desenvolver a primeira usina de energia de fusão magnética na Europa até o início dos anos 2040.

Procurada, a Helion Energy não retornou pedido de entrevista da Folha.

Segundo levantamento da Associação da Indústria de Fusão, 25 empresas acreditam que a primeira usina de fusão fornecerá eletricidade à rede antes de 2035 —no ano anterior, eram 18.

"Mas é necessário ter um investimento de grande escala, vamos precisar de muito mais recursos até chegarmos a sistemas de energia de fusão para uso comercial", disse à Folha Brett Rampal, diretor sênior de estratégia nuclear da Veriten, empresa de pesquisas e investimentos.

"O tamanho dos desafios é enorme, então precisamos de ainda mais empresas, com várias opções e abordagens."

Se depender de Sam Altman, não vão faltar investimentos. Ele ressaltou, durante o Fórum Econômico Mundial em Davos, neste ano, que será necessário um salto em tecnologia energética para a inteligência artificial do futuro, que irá consumir muito mais energia do que se espera. E disse que fontes como fusão e energia e armazenamento solar mais baratos são o futuro.

"Não tem como avançar [em IA] sem um salto em tecnologia", disse. "Isso nos motiva a investir mais em fusão."