Expo 2017 Astana: clădiri sferice și energia viitorului

E frumos orașul Astana, așa nou și bine planificat, dar eu am fost acolo pentru Expo 2017. Aceasta este una dintr-un lung șir de expoziții cu o tradiție de mai mult de o sută de ani, evenimente la care participau multe națiuni mândrindu-se cu realizările lor, iar țara organizatoare uneori construia ceva remarcabil, ca o gazdă ce se lăuda cu ceva nou în casă.

Turul Eiffel a fost construit pentru o astfel de expoziție, cea din 1889. Atomium-ul, o altă construcție ușor de recunoscut, a fost construit pentru cea de la Bruxelles din 1958. Kazahii nu s-au lăsat nici ei mai prejos, construit în Astana cea mai mare clădire sferică din lume în mijlocul pavilioanelor ce adăposteau standurile diverselor țări, inclusiv al României.

Astfel de expoziții sunt de două tipuri: World Expo, cu o tematică ceva mai generală, ce au loc la fiecare 5 ani. Expo 2015 de la Milano a fost cea mai recentă (am fost și acolo, citiți aici articolele), iar următoarea va avea loc în 2020 la Dubai. Apoi avem expozițiile specializate, precum cea de la Astana unde tema a fost Future Energy, iar locul de desfășurare a celei din 2022 va fi anunțat peste câteva luni.

Clădirea sferică este impresionantă. Are 100 x 80 de metri și 8 niveluri interioare ce adăposteau nu doar pavilionul Kazahstanului, ci prezentau și tehnologiile curente și viitoare în generarea de energie, pe categorii. Nici nu știam că sunt vreo 6 moduri de a obține energie electrică folosind forța valurilor, de exemplu.

via GIPHY

Un mic șoc am trăit la nivelul de top, unde începe oficial turul. O pasarelă te duce până la peretele de sticlă al clădirii și mi-am zis “ah ok, e ca să admiri mai bine peisajul și pavilioanele din jur!”. Odată intrat pe ea, am descoperit că podeaua pasarelei este în întregime din sticlă transparentă și că vedeam în jos până la parter, să fi fost vreo 60 de metri, o experiență pe care n-am mai trăit-o în altă parte până acum.

Iată un clip făcut acolo:

Știam că e sticlă și că este rezistentă, dar tot mi-au tremurat un pic picioarele pentru că senzația că pășești în gol este foarte ciudată. Ca să fie totul complet, pasarela era destul de îngustă, vreo 2 metri, iar balustradele erau făcute tot din sticlă și destul de joase. A fost ciudat.

În ce privește priveliștea (ce joc de cuvinte!), n-am apucat să o văd de pe pasarelă pentru că eram prea ocupat să mă uit în jos, dar nu contează asta. Fiecare nivel al sferei avea niște zone de relaxare construite unde puteai lua loc pe o bancă și puteai privi peste tot în jur. Partea expozițională în sine ocupa mai degrabă zona centrală a fiecărui nivel, arătând pe rând diverse tehnologii și statistici despre energie solară, eoliană, mecanică șamd.

Cei din Kazahstan au resurse mari de petrol și gaze și aproximativ 40% din resursele de uraniu ale planetei, așa că ai zice că stau liniștiți la capitolul legat de “energie pentru viitor”, dar vor să fie o țară modernă și atunci investesc și în alte tehnologii, mai ales că în 2050 peste 80% din populația planetei (care va fi în total de aproape 10 miliarde) va locui în orașe. Kazahstan are un plan pentru a modifica ponderea modului de a genera energie, angajându-se să treacă la ceea ce-am prezentat în tabelul de mai jos:

Un plan îndrăzneț, având în vedere că este a 9-a țară ca întindere din lume și distanțele fac destul de dificilă implementarea unor astfel de măsuri. În 2016 au deschis parcul solar Burnoye, cu o capacitate de generare de 50 MW, care în 2016 a general peste 38 de milioane de kWh de electricitate (cifră care nu zice mult, având în vedere că a fost deschis pe la jumătatea anului).

Am văzut și industria extractoare de uraniu, ca să zic așa. Mi-a prezentat cineva pe larg ce se întâmplă pe acolo și anume este că folosesc o metodă de extracție numită in situ leaching (nu știu traducerea în română) prin care sapă un fel de puțuri până la zăcământul de uraniu, apoi injectează în acestea un lichid în care uraniul se dizolvă. Soluția astfel obținută în adânc este apoi extrasă printr-un alt puț făcut în zonă.

Practic, pe o parte intră acid sulfuric sau bicarbonat de sodiu, ce-or folosi ei, iar pe partea cealaltă ies atomii de supă de uraniu. Această supă, chimic având formula U3O8, este convertită după câteva procese chimice în UF6, sau pe denumirea ei sexy hexafluorură de uraniu. UF6 intră în centrifuge pentru a fi îmbogățit, obținându-se o concentrație mai mare a izotopului necesar fisiunii nucleare. Kazahstan, prin compania sa națională Kazatomprom, exportă combustibil nuclear sub formă de pastile ce pot fi utilizate în reactoarele nucleare.

Cu toate acestea, kazahii nu au nici o centrală nucleară funcțională la ei în țară. Au planuri să construiască una în viitor.

Ce au, în schimb, este un tokamak, un reactor de fuziune nucleară. Tokamak-urile sunt în acest moment cele mai avansate reactoare disponibile tehnologiei noastre și, deși aparțin tot clasei mari a reactoarelor nucleare, funcționează într-un mod complet diferit. Centralele nucleare convenționale folosesc fisiune nucleară, adică sparg atomi de uraniu radioactiv, captând cantitatea mare de energie ce se degajă în acest mod. Reactoarele de tip folosesc atomi ușori, de exemplu hidrogen, ce sunt forțați să se unească pentru a capta energia produsă în acest mod.

Substanțe complet nepoluante, obținută din ceva banal precum apa, care pot genera cantități uriașe de energie electrică prin fuziunea atomilor? Bună idee! Fuziunea nucleară este considerată o viitoare tehnologie foarte importantă, dar încă nu o stăpânim foarte bine.

Tokamak-urile (numite astfel după un cercetător rus ce le-a inventat) au o formă inelară, în inelul metalic producându-se plasmă într-o reacție asemănătoare cu ce se întâmplă în interiorul Soarelui. Inelul este înconjurat de magneți foarte puternici ce atrag din toate direcțiile acea plasmă, astfel încât aceasta este păstrată de fapt în centrul inelului, neatingând pereții pe care altfel i-ar topi.

Vă spuneam în decembrie 2015 că nemții au activat un astfel de reactor în care au creat, dintr-un miligram de heliu, o plasmă de 1 milion de Kelvin. Era doar un test, scopul final al proiectului fiind sa obțină plasmă de 100 de milioane Kelvin într-o reacție susținută timp de câteva minute, acum devenind clar și de ce plasma nu trebuie să atingă pereții tokamak-ului (le place țara lor, nu vor să o topească). Estimarea este că un gram de heliu transformat în plasmă ar putea produce tot atâta energie cât 11 tone de cărbune, chiar dacă pornirea reacție consumă și ea energie electrică.

Cel al kazahilor nu-i gândit pentru generare de energie electrică, ci pentru a studia comportamentul materialelor în condiții extreme, experimente ce vor ajuta alte cercetări în domeniul fuziunii. În termeni de putere, Kazahstan Tokamak for Material Testing (KMT) folosește 120 MW pentru a funcționa timp de 5 secunde; a devenit operațional în iunie.

Dacă vă interesează acest subiect, stați cu ochii pe ITER (site oficial), cel mai mare tokamak în construcție, și pe Wendelstein 7-X (site oficial).

În restul expoziției de la Astana erau pavilioanele diverselor țări participante, inclusiv al României, majoritatea prezentând ce mai fac ele în domeniul energetic. Spun majoritatea pentru că multe țări se mulțumeau să prezinte rapid că au niște eoliene în funcțiune și apoi să vândă sau să expună produse tradiționale în standul lor. Inclusiv țările mari prezentau, de multe ori, felul în care au grijă de natură în contextul generării de energie electrică sau, ca la standul Marii Britanii, inclusiv becuri economice.

Azerbaijan sau Turcia se lăudau cu diversele conducte pentru petrol sau gaze, Georgia insista mai degrabă pe ce vinuri bune produc acolo, țările mari insistau pe diverse proiecte îndrăznețe precum eoliene construite în largul mării sau aeroporturi alimentate exclusiv din energie solară șamd. Nu ceva nemaivăzut, poate cu excepția unui Matiz alimentat cu hidrogen, plus alte câteva standuri ce prezentau diverse metode de generare a electricității pe care mai bine vi le zic pe larg altădată, la fel ca și prezentarea standului României, a cărei zi națională la Expo 2017 a avut loc exact când am fost eu acolo.