Die Suche nach Fusionsenergie – die saubere, potenziell unbegrenzte Quelle, die die Machtprobleme der Menschheit beenden könnte – ist mindestens ein Jahrhundert alt. Jetzt sagen einige Startups, dass wir der Verwirklichung näher denn je sind. Diese Unternehmen sagen, dass ihre Fusionsmaschinen in den nächsten Jahren mehr Energie produzieren werden, als sie für den Betrieb benötigen. Bald darauf werden sie damit beginnen, Strom für Fabriken, Rechenzentren, Stahlwerke und mehr zu erzeugen.
Namhafte Investoren, darunter Bill Gates, Jeff Bezos, Vinod Khosla und Sam Altman, haben Hunderte Millionen Dollar darauf gesetzt. Doch näher als je zuvor bedeutet nicht zwangsläufig auch Nähe. Die Geschichte von Fusion ist ein Friedhof verpasster Fristen und vereitelter Meilensteine. Die sonnige Ansicht ist, dass sich Startups schneller entwickeln, als Regierungslabore es jemals könnten.
Die Schaffung eines funktionierenden Sterns auf der Erde könnte völlig unmöglich klingen, wenn die Wissenschaftler nicht bereits so weit gegangen wären, dies zu tun. Zunächst muss eine Gaswolke auf über 100 Millionen Grad Celsius erhitzt werden. Dadurch wird das Gas so heiß, dass die Elektronen aus ihren Atomen gerissen werden. So heiß, dass das Gas in den Plasmazustand übergeht.
Bei genügend Hitze beginnen die Atome zu verschmelzen. Sorgen Sie dafür, dass Ihr Plasma diese Hitze lange genug und mit ausreichend hohem Druck speichert, sodass mehr Energie herauskommt, als Sie zum Aufheizen aufwenden. Fusion ist das Gegenteil des Spaltprozesses, der die heutigen Kernkraftwerke antreibt. Atome spalten sich nicht; sie schweißen zusammen. Der Grundbrennstoff ist nicht Uran, sondern aus Meerwasser gewonnener Wasserstoff. Es besteht keine Gefahr außer Kontrolle geratener Reaktionen und der radioaktive Abfall, der dabei zurückbleibt, ist weniger gefährlich. Es ist viel, viel schwieriger, es umzusetzen und zu kontrollieren.
Plasma zappelt und windet sich wie eine Schlange aus superheißem Wackelpudding. Sie müssen es also ruhig halten, sonst könnte es Ihre Ausrüstung zum Schmelzen bringen. Oder es könnte einfach auseinanderfallen. Im Inneren der Sonne hält die Schwerkraft das Plasma zusammen. Auf der Erde nutzen Menschen superstarke Magnete oder Laser. Vielleicht haben Sie es inzwischen geschafft: Atome verschmelzen, hochenergetische Teilchen schießen aus dem Plasma. Ihre Maschine muss den Schlägen standhalten. Aber es muss auch die Energie einsetzen, Elektrizität erzeugen und die Reaktion am Laufen halten, ohne Ihr Plasma zu stören.
Im innersten Heiligtum von Commonwealth-FusionssystemeIn einem riesigen neuen Gebäude auf dem Land in Massachusetts, in einem Raum so luftig und großartig wie ein Tempel, wird bald eine kolossale Maschine vor dem Altar stehen. In einem Kreis um seinen Kern sitzen 18 riesige Magnete, von denen jeder stark genug ist, um einen Flugzeugträger anzuheben. Wenn die Maschine eingeschaltet ist, sind die magnetischen Kräfte im Inneren so stark wie zehn schwere Raketen, die von der Erde abheben. Nur in der Fusionsindustrie würde dies als kompakte Maschine gelten, doch genau das ist es: eine kleine, aber aufgemotzte Version einer Tokamakdas Donut-förmige Fusionsgerät, von dem Wissenschaftler seit den 1960er Jahren Dutzende gebaut haben. („Tokamak“ ist ein russisches Akronym.)
Wenn es einen großen Fisch im kommerziellen Fusionsteich gibt, dann ist es Commonwealth. Seit seiner Gründung im Jahr 2018 hat das Unternehmen über 2 Milliarden US-Dollar eingesammelt. Commonwealth strebt an, dass SPARC, seine Demonstrationsmaschine, im Jahr 2027 Nettoenergie „auf kommerziell relevante Weise“ erzeugen soll. Seine nächste Maschine, ARC, soll Anfang der 2030er Jahre Strom für zahlende Kunden erzeugen.
Der größte Tokamak, der jemals auf der Erde gebaut wird, heißt ein multinationales Projekt in Frankreich ITERist auf dem besten Weg, Dutzende Milliarden Dollar zu kosten, und wird erst Mitte der 2030er Jahre für Experimente bereit sein.
Aber die meisten heutigen Startups folgen nicht den ITER- und Commonwealth-Modellen. Sie glauben, dass sie die Fusion mit anderen Maschinentypen kostengünstiger und einfacher durchführen können.
Type One Energy und Thea Energy arbeiten an Stellaratoren, die Tokamaks ähneln, aber verdreht und komplex gewellt sind, wie ein Donut, wie er sich Salvador Dali vorgestellt hat. Realta Fusion baut einen Reaktor, den der Mitbegründer des Unternehmens, Cary Forest, „Tootsie Roll-förmig“ nennt: ein Zylinder mit Magneten an beiden Enden.
In einem Büropark in der Nähe von Seattle stellt Zap Energy Fusionsgeräte her, in denen Plasmafäden mit Strom versorgt werden. Weniger als eine Meile entfernt arbeitet Helion Energy an einer Fusionsmaschine, die zwei Plasmaringe aufeinander schießt. Helion will im Jahr 2028 Strom für Microsoft erzeugen.
Was Forscher beunruhigt, ist, wie viel einige Fusions-Startups sind vielversprechend und wie bald. „Selbst wenn die Pilotanlagen erfolgreich sind, gibt es noch mehr zu tun, bevor sie bereit sind, einen erheblichen Teil des weltweiten Strombedarfs zu decken“, sagte Steven Cowley, Direktor des Princeton Plasmaphysik Labor.
