Energía de fusión: ¿ciencia o ficción?

La Fundación Innovación Bankinter, a través de su Future Trends Forum, analiza de forma constante aquellas tendencias llamadas a transformar la economía, la industria y la sociedad. Entre ellas, la energía de fusión ocupa hoy un lugar destacado por el potencial que encierra como fuente energética limpia, segura y prácticamente inagotable. El informe FusionForward aborda precisamente ese momento de inflexión en el que la fusión ha dejado de ser una promesa puramente científica para empezar a perfilarse como un reto tecnológico e industrial de primer orden.

La Fundación ya abordó esta cuestión en un artículo anterior dedicado al hito de ignición alcanzado en 2022 en el National Ignition Facility, un avance que volvió a situar la fusión en el centro del debate energético. Este artículo retoma esa conversación para ir un paso más allá: entender en qué punto se encuentra hoy esta tecnología, qué barreras debe superar todavía y qué tendría que ocurrir para que llegue a integrarse en el sistema energético del futuro.

Para ello, la Fundación cuenta con la visión de Carlos Alejaldre, una de las voces de mayor referencia en este ámbito en España, en Europa y en el mundo. Su trayectoria está estrechamente ligada a algunos de los proyectos e instituciones más relevantes del sector, desde el Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT hasta ITER, del que fue director general adjunto, además de su papel en la implantación en España de IFMIF-DONES. En la actualidad, preside el Consejo de Gobierno de Fusion for Energy, la agencia europea responsable de la contribución de Europa a ITER.

Si quieres ver la ponencia de Carlos Alejaldre, puedes hacerlo aquí:

Energía de fusión: ¿ciencia o ficción? con Carlos Alejaldre

Por qué la fusión importa: más energía para un mundo que no deja de crecer

Antes de entrar en la fusión, Carlos Alejaldre pone el foco en una cuestión previa: la energía. No como un debate técnico, sino como uno de los grandes asuntos geopolíticos, económicos y sociales de nuestro tiempo. En un mundo marcado por tensiones sobre el suministro y por crisis que impactan directamente en la vida cotidiana, la pregunta de fondo es cada vez más urgente: de dónde va a salir la energía que necesitaremos en las próximas décadas.

Desde ahí plantea también el título de su intervención –Energía de fusión: ¿ciencia o ficción?-, con una intención muy clara: desmontar la idea de que la fusión lleva décadas prometiendo lo mismo sin avanzar de verdad. Su mensaje es el contrario. No estamos igual que hace 40 años. Se ha avanzado mucho, y para entender por qué se sigue invirtiendo en fusión hay que mirar primero a la evolución del consumo energético mundial.

Cuando Alejaldre empezó a utilizar estos datos, en los años noventa, el consumo medio global rondaba los 2.000 kilovatios hora por persona y año. La población mundial era entonces de unos 5.000 millones de habitantes, lo que situaba el consumo anual total en torno a 10⁴ teravatios hora. Pero más importante que el promedio era la desigualdad: grandes países como India, China o Brasil estaban todavía en niveles de consumo por persona muy bajos, equivalentes aproximadamente al de una bombilla de 100 vatios.

Ese desequilibrio ayuda a entender lo que ha ocurrido después. Si la población mundial pasa de 5.000 a casi 10.000 millones de personas a mitad de siglo -hoy ya supera los 8.000 millones– y además aumenta el consumo medio por habitante, la demanda energética global se dispara. De hecho, Alejaldre recuerda que el promedio mundial ya ha superado los 3.000 kWh por persona y año. Traducido: el planeta se encamina hacia una necesidad de energía aproximadamente tres veces mayor que la de hace unas décadas.

A su juicio, no se trata de un exceso ni de un capricho. Se trata de desarrollo. La relación entre consumo energético y bienestar humano es directa: a más acceso a la energía, mejores condiciones de vida, más educación, más salud, más capacidad productiva. Los indicadores internacionales muestran, según explica, que esa mejora es muy clara hasta llegar a un entorno de 4.000 kWh por persona y año. Por debajo de ese umbral siguen estando hoy enormes regiones del mundo, especialmente en Asia y África.

Por eso, insiste, hablar de energía es hablar de progreso. Desde que la humanidad aprendió a usar el fuego, el bienestar ha estado ligado a la capacidad de acceder a fuentes energéticas abundantes. La cuestión crítica no es si necesitaremos más energía. La necesitaremos. La verdadera cuestión es cómo producirla.

Y ahí aparece el gran problema: la base del sistema energético global sigue siendo, en gran medida, la misma. En los años noventa, alrededor del 85 % de la energía mundial procedía de combustibles fósiles. Décadas después, esa dependencia apenas se ha movido: antes de la pandemia, recordaba Alejaldre, el porcentaje seguía en torno al 86 %. Han avanzado las renovables, ha cambiado el peso de algunas tecnologías, pero el petróleo, el gas y el carbón siguen ocupando el centro del sistema.

Eso tiene una consecuencia evidente. Si la demanda crece y los fósiles siguen sosteniendo la mayor parte del mix energético, el impacto ambiental no disminuye: aumenta. De ahí la necesidad de construir una combinación distinta, capaz de responder al mismo tiempo a tres exigencias: disponibilidad, sostenibilidad y seguridad de suministro.

Las renovables forman parte indispensable de esa respuesta. Pero Alejaldre recuerda también sus límites: la intermitencia, la dependencia de las condiciones meteorológicas y la necesidad de redes más robustas y mejor preparadas para gestionar una generación distribuida a gran escala. La fisión nuclear, por su parte, sigue siendo otra opción presente en el debate energético.

En ese contexto es donde la fusión cobra sentido. La fusión empieza a entenderse como una apuesta estratégica ante un problema de enorme escala, más allá de su imagen futurista. Su potencial, explica, es extraordinario: con solo 12 gramos de deuterio y 50 gramos de litio -apenas 62 gramos de combustible– podría obtenerse toda la energía que consumirá a lo largo de su vida un ciudadano medio de la Unión Europea. Además, se trata de recursos abundantes: el deuterio se extrae del agua y el litio está presente tanto en la corteza terrestre como en el mar.

Todavía no existe una central de fusión en operación comercial. Pero el principio físico que la sustenta lleva funcionando miles de millones de años. Ahí está el Sol, a unos 150 millones de kilómetros de la Tierra. Cada segundo transforma alrededor de 650 millones de toneladas de hidrógeno en helio, y en ese proceso convierte unos 4,55 millones de toneladas de masa por segundo en energía. Esa es, en el fondo, la promesa de la fusión: reproducir aquí, de forma controlada, una parte de la energía que alimenta las estrellas.

De la ficción a la ciencia

La fusión ha sido, durante décadas, un territorio habitual de la ciencia ficción. Alejaldre lo recuerda con humor: aparece en películas, series y relatos futuristas como una fuente de energía casi milagrosa, capaz de mover naves espaciales, alimentar ciudades o resolver de golpe los grandes dilemas energéticos de la humanidad. De Regreso al futuro a Star Trek, la fusión ha ocupado desde hace tiempo un lugar privilegiado en la imaginación tecnológica.

Pero la pregunta relevante ya no gira en torno a su dimensión narrativa; gira en torno a su aplicación científica real. Y ahí empieza el verdadero reto. Porque reproducir en la Tierra la energía de las estrellas no consiste en copiar exactamente lo que ocurre en el Sol. La reacción solar es extremadamente lenta -y precisamente por eso el Sol lleva brillando unos 5.000 millones de años y seguirá haciéndolo otros tantos-, pero no sirve como modelo directo para generar aquí energía de forma concentrada y utilizable.

La vía más prometedora en la Tierra pasa por otra reacción: la fusión entre deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno. Según explica Alejaldre, es la opción más viable porque permite alcanzar una probabilidad de reacción suficientemente alta en condiciones que, siendo extremas, entran dentro de lo físicamente abordable. La dificultad es enorme, eso sí: para que esta reacción sea eficiente hay que trabajar a temperaturas del orden de 100 millones de grados.

La cifra impresiona aún más si se compara con el propio Sol. En su centro, la temperatura se sitúa en torno a 12 a 15 millones de grados. Es decir, para hacer posible la fusión deuterio-tritio en la Tierra hay que alcanzar temperaturas muy superiores a las del interior solar. Ese es, precisamente, el umbral que separa la fascinación teórica del desafío tecnológico. El siguiente paso es entender cómo se puede lograr.

De la teoría a la prueba

La gran pregunta, a estas alturas, es si puede hacerse realidad en la Tierra. Y la respuesta de Carlos Alejaldre es clara: sí, es posible. De hecho, una parte esencial de esa demostración ya se ha conseguido. La cuestión no es tanto probar la física como convertirla en una tecnología industrial escalable.

La reacción más prometedora hoy es la de deuterio-tritio. El deuterio no plantea grandes problemas de suministro: está presente en el agua y su extracción es relativamente sencilla. El tritio, en cambio, sí introduce una dificultad adicional. Es radiactivo, tiene una vida media de 12,3 años y apenas existe de forma natural en cantidades aprovechables. Por eso no puede extraerse directamente de la naturaleza a gran escala.

La solución pasa por producirlo dentro del propio sistema de fusión. Para ello se utiliza litio: los neutrones generados en la reacción impactan sobre este material y permiten obtener nuevo tritio, que después puede reintroducirse en el reactor. Sobre el papel, el ciclo está resuelto. En la práctica, llevarlo a una operación continua, segura y eficiente sigue siendo uno de los grandes retos tecnológicos del sector.

Ahí está, precisamente, la diferencia entre demostrar que la fusión funciona y convertirla en una fuente de energía comercial. Alejaldre subraya que ya sabemos cómo lograr que deuterio y tritio se fusionen. Lo más complejo ahora es todo lo que rodea a ese proceso: gestionar los neutrones, proteger los materiales, cerrar el ciclo del combustible y diseñar sistemas capaces de operar de forma sostenida.

Hoy, ese camino se explora sobre todo a través de dos grandes tecnologías: el confinamiento magnético y el confinamiento inercial.

En el primer caso, el objetivo es contener el plasma -ese combustible a unos 100 millones de grados– dentro de una especie de “botella magnética”, creada mediante campos magnéticos muy intensos. Como la cantidad de combustible es muy pequeña, del orden de unos pocos gramos, esa estrategia permite aislarlo de las paredes del reactor y mantener las condiciones necesarias para que se produzca la fusión. Dentro de esta familia, las dos configuraciones más relevantes son el tokamak y el stellarator.

En el ámbito del confinamiento magnético, el experimento más emblemático ha sido JET, en Reino Unido, durante años la gran referencia europea. Allí se logró en 2022 un resultado decisivo: producir 59 megajulios de energía de fusión durante cinco segundos de forma controlada. Fue una prueba de enorme valor, porque demostraba que la reacción podía sostenerse y generar cantidades significativas de energía. El límite estaba en otro punto: para calentar el combustible hasta esas condiciones extremas hubo que aportar más energía de la que luego devolvió la fusión. Es decir, el balance neto seguía siendo inferior a uno.

Ese no era, sin embargo, el objetivo de JET. Su misión era demostrar control, estabilidad y capacidad de producción, y en ese sentido el resultado marcó un antes y un después. La ficción empezaba a quedar atrás.

También 2022 fue un año clave para el otro gran enfoque, el confinamiento inercial. En este caso, la estrategia consiste en concentrar una enorme cantidad de energía -normalmente mediante láseres- sobre un objetivo diminuto, de alrededor de un milímetro, para desencadenar la reacción de fusión. En el National Ignition Facility (NIF), en Estados Unidos, se alcanzó entonces un hito histórico: al introducir 2 megajulios de energía láser en el blanco, se obtuvieron 3,15 megajulios de energía de fusión.

Era la primera vez que se lograba una ganancia neta en el blanco, es decir, un Q mayor que 1: la reacción devolvía más energía de la que recibía directamente. Ahora bien, si se considera todo el sistema, el láser necesitaba entre 300 y 400 megajulios para funcionar, de modo que la ganancia global seguía lejos de una planta útil desde el punto de vista energético.

Aun así, el avance ha continuado. Según explica Alejaldre, en 2025 el NIF elevó ese resultado hasta 8,6 megajulios, multiplicando de forma notable la ganancia obtenida en el blanco. Es una señal de que la tecnología también está progresando con rapidez por esta vía.

La conclusión es contundente: la fusión ya no pertenece al terreno de la especulación. Ya ha demostrado que funciona, tanto en confinamiento magnético como en inercial. El reto ahora no es probar la ciencia, es dominar la tecnología y llevarla al siguiente nivel.

La gran carrera: de ITER a la industria

Si hay una vía que hoy concentra buena parte de las expectativas para demostrar que la fusión puede producir electricidad, esa es la del confinamiento magnético. Es, además, la tecnología sobre la que se ha apoyado durante décadas la mayor parte del esfuerzo científico internacional. La lógica es conocida: introducir deuterio y tritio en una cámara, confinarlos mediante campos magnéticos muy intensos, extraer el helio generado como residuo y aprovechar la energía liberada por los neutrones de alta energía.

Ahí está, precisamente, uno de los grandes nudos tecnológicos. Esos neutrones impactan sobre la cámara y sobre los materiales que rodean el plasma, sometiéndolos a condiciones extremas. El desafío, más allá de resistir temperaturas y flujos energéticos muy elevados, es hacerlo con materiales capaces de minimizar la activación radiactiva y hacer compatible la fusión con una gestión razonable de los residuos. En otras palabras: la física de la fusión está demostrada, pero la ingeniería que debe hacerla viable a escala industrial sigue exigiendo avances decisivos.

Las condiciones de operación ayudan a entender la magnitud del reto. En confinamiento magnético hay que trabajar con temperaturas de cientos de millones de grados, más de diez veces superiores a las del centro del Sol. Al mismo tiempo, el plasma que se confina tiene una densidad extremadamente baja, del orden de un millón de veces inferior a la densidad atmosférica, y debe mantenerse estable durante varios segundos para que la reacción tenga tiempo de producir energía. La ganancia final depende, en esencia, de la combinación de esos tres factores: densidad, temperatura y tiempo de confinamiento.

Convertir ese conocimiento en una gran infraestructura internacional llevó décadas. Alejaldre recuerda un hito simbólico: la cumbre de Reagan y Gorbachov en noviembre de 1985, en la que Estados Unidos y la Unión Soviética identificaron la fusión como un terreno posible de cooperación. A partir de ahí empezó a tomar forma un proyecto global que acabaría reuniendo a países que representan en torno al 80 % del PIB mundial. Pero aun así hubo que esperar hasta 2006 para que se firmara formalmente el acuerdo de construcción de ITER.

ITER es hoy el gran emblema de esa ambición. Situado en el sur de Francia, es una máquina de una escala sin precedentes: alrededor de 10 millones de componentes, unas 400.000 toneladas de peso y un coste estimado de entre 20.000 y 30.000 millones de euros. Su tamaño da una idea de la complejidad del proyecto: la máquina pesa casi tanto como el portaaviones Charles de Gaulle, la cámara de vacío supera en peso a la Torre Eiffel y el criostato -que debe mantener las bobinas superconductoras a temperaturas cercanas a las del helio líquido, en torno a 3 kelvin– se compara en dimensiones con grandes monumentos como el Jefferson Memorial.

Pero hay un matiz importante: ITER no va a producir electricidad. Su misión no es inyectar energía a la red. Es demostrar que la fusión puede funcionar con ganancias de potencia relevantes. El objetivo es introducir unos 50 megavatios de potencia y obtener 500 megavatios térmicos de salida. El paso siguiente corresponderá a otra generación de máquinas, las futuras plantas demostrativas, que sí deberán convertir esa energía térmica en electricidad y operar durante periodos prolongados, del orden de horas, con potencias cercanas a los 500 megavatios eléctricos.

Para llegar ahí no basta con ITER. Hace falta avanzar también en un terreno menos visible, pero igual de decisivo: el de los materiales. Y ahí entra IFMIF-DONES, la gran instalación internacional que se está desarrollando en Granada. Su función será generar una fuente de neutrones capaz de reproducir el daño que sufrirán los materiales en un futuro reactor de fusión, algo que hoy no puede simularse adecuadamente en ninguna otra instalación del mundo. Alejaldre lo presenta como una pieza imprescindible: sin esa validación de materiales, la fusión no podrá dar el salto industrial.

Ese esfuerzo se apoya, además, en una arquitectura europea especialmente sólida. Europa aporta en torno al 45 % de la contribución a ITER a través de Fusion for Energy, la agencia europea con sede en Barcelona, que cuenta con cerca de 500 ingenieros y un presupuesto de 5.600 millones de euros para el periodo 2021-2027. En ese ecosistema, España ha logrado consolidar una posición destacada: albergar Fusion for Energy y el proyecto IFMIF-DONES, además de la creciente participación de su industria. Según explica Alejaldre, las empresas españolas han recibido ya del orden de 1.800 millones de euros en contratos competitivos ligados a la fusión, una cifra que refleja hasta qué punto esta carrera ya está teniendo impacto económico e industrial.

A ese impulso público se ha sumado, además, un nuevo actor: la inversión privada. En apenas unos años, la fusión ha dejado de ser un terreno casi exclusivamente estatal para atraer capital de nuevas compañías que prometen acelerar los plazos con enfoques alternativos. La inversión privada global ronda ya los 13.000 millones de euros, concentrada sobre todo en Estados Unidos, China y, en menor medida, Europa. Para Alejaldre, esa tendencia confirma que la fusión vive un momento especialmente dinámico, aunque también lanza una advertencia: Europa sigue liderando en financiación pública, pero corre el riesgo de quedarse atrás si no moviliza más inversión privada.

Todo ello refuerza una idea de fondo: la fusión ya no pertenece al terreno de la especulación. Su viabilidad científica está probada. Los grandes programas internacionales están en marcha. La industria empieza a posicionarse. Y el ecosistema tecnológico se está ampliando. Queda, desde luego, una agenda compleja de retos por resolver -materiales, costes, operación continua, seguridad y escalado industrial-, pero la dirección está clara.

Alejaldre lo resume con una convicción nítida: no existe una solución simple ni única al problema energético global, pero la fusión puede convertirse en una de las grandes piezas del sistema energético del futuro. Y, por primera vez en mucho tiempo, esa posibilidad empieza a parecer menos una promesa lejana y más el inicio de una nueva era.

Preguntas y respuestas: qué ha cambiado y qué queda por resolver

En el coloquio posterior a la intervención, Carlos Alejaldre respondió a algunas de las cuestiones que hoy marcan el debate sobre la fusión: qué avances han acelerado el sector, cómo podría llegar a convertirse en electricidad útil, qué papel pueden jugar España y Europa y por qué la inversión privada ha empezado a mirar este campo con otros ojos.

A la pregunta sobre qué ha cambiado en los últimos años, Alejaldre apuntó a una combinación de factores. Por un lado, avances tecnológicos como los superconductores de alta temperatura, nuevas capacidades de diseño y mejores herramientas de simulación. Por otro, un cambio quizá todavía más importante: la sensación de que la fusión ha dejado de ser un horizonte puramente teórico. Los resultados obtenidos en instalaciones como JET y, especialmente, el hito alcanzado por NIF al superar una Q mayor que 1 han actuado como señales muy potentes para el ecosistema inversor. Aunque esos experimentos no equivalen todavía a una planta comercial, sí han demostrado que la fusión funciona y que ya no se habla solo de promesas.

Ese renovado interés privado responde también a otra lógica: incluso si algunos proyectos no llegan a culminar en reactores comerciales, la carrera por la fusión está generando desarrollos con potencial de aplicación en muchos otros sectores. Alejaldre lo comparó con la carrera espacial: tecnologías de control, precisión, materiales o superconductividad que pueden tener un recorrido mucho más amplio que el de la propia fusión. En ese sentido, el campo actúa también como motor de innovación.

Otra de las cuestiones planteadas fue cómo convertir en electricidad la energía liberada en la reacción de fusión. Y aquí la respuesta fue deliberadamente directa: por ahora, calentando agua. Es decir, mediante un esquema similar al de otras tecnologías térmicas, desde la fisión nuclear hasta los ciclos combinados, en los que el calor acaba generando vapor para mover turbinas. No es una solución especialmente elegante, reconoció, pero hoy sigue siendo la vía más realista en el caso de la fusión magnética. A futuro podrían abrirse otras posibilidades con reacciones avanzadas, como la de protón-boro, que no generan neutrones de forma intrínseca y permitirían, en teoría, una conversión más directa a electricidad. Pero ese escenario sigue estando mucho más lejos.

También surgió la pregunta de qué podría aportar la fusión a un país como España, que ya cuenta con un mix energético relativamente diversificado. La respuesta de Alejaldre fue ampliar el foco: la cuestión no debe plantearse solo en clave nacional, sino global. La fusión aportaría una fuente energética de impacto ambiental muy bajo, con recursos potencialmente disponibles para escalas de tiempo enormes. Y, sobre todo, podría contribuir a resolver un reto central del siglo XXI: cómo asegurar suficiente energía para elevar el nivel de vida de miles de millones de personas sin agravar aún más la presión climática y geopolítica.

En ese punto apareció además otro factor cada vez más visible: el aumento del consumo eléctrico ligado a la digitalización y a la inteligencia artificial. Los grandes centros de datos están disparando la demanda y eso ayuda a explicar por qué algunas grandes tecnológicas están invirtiendo tanto en fusión como en fisión. La electrificación de la economía avanza, y con ella la necesidad de fuentes abundantes, estables y limpias.

Hubo también espacio para hablar del papel de España en este nuevo mapa. Aunque todavía no haya surgido aquí una gran startup privada de fusión con la visibilidad de algunas iniciativas estadounidenses, Alejaldre defendió que la posición española es sólida. La presencia de Fusion for Energy en Barcelona, el desarrollo de IFMIF-DONES en Granada y la participación de la industria española en grandes contratos internacionales han situado al país en un lugar relevante dentro del ecosistema europeo. Más que pensar solo en una startup nacional aislada, su planteamiento apunta a reforzar una lógica de escala europea, capaz de competir con la velocidad de Estados Unidos y, sobre todo, con el empuje de China.

Precisamente sobre Europa recayó una de las últimas reflexiones. ¿Por qué cuesta más atraer capital privado? Para Alejaldre, el problema no es solo español, sino europeo. Europa cuenta con una base científica muy fuerte, pero le cuesta más traducir esa ventaja en inversión ágil, ambiciosa y dispuesta a asumir riesgo. En un ámbito como la fusión, donde los retornos pueden ser indirectos y los plazos largos, esa diferencia pesa. Su conclusión fue clara: Europa necesita mejorar su capacidad para transformar ciencia en innovación y en industria.

El intercambio dejó así una idea de fondo: la fusión ya ha entrado en una nueva etapa, pero todavía quedan preguntas abiertas sobre plazos, modelos tecnológicos, escalado industrial y financiación. Para profundizar en esas cuestiones y entender mejor el cambio de paradigma que ha vivido el sector en los últimos años, merece la pena acudir al informe FusionForward del Future Trends Forum de la Fundación Innovación Bankinter, que desarrolla con más detalle el estado actual de la fusión y sus perspectivas de futuro.