Decennia lang hebben mensen geprobeerd de kracht van de sterren te benutten om hier op aarde elektriciteit op te wekken. En bijna net zo lang leek het bereiken van dat doel slechts tien jaar verwijderd.
Nu zijn een aantal startups dichterbij dan ooit en haasten zich om fusiereactoren te bouwen die het elektriciteitsnet van stroom kunnen voorzien.
Fusion-startups hebben ruim 10 miljard dollar aan investeringen binnengehaald meer dan een dozijn die meer dan $ 100 miljoen ophaalden. Het afgelopen jaar zijn veel grote financieringsrondes afgerond, waarbij investeerders zich tot de sector hebben aangetrokken nu de vraag naar energie vanuit datacenters toeneemt en fusie-startups de eindstreep naderen.
In de kern probeert fusie-energie de energie die vrijkomt bij de fusie van atomen te gebruiken om elektriciteit op te wekken. Mensen weten al tientallen jaren hoe ze atomen moeten laten samensmelten, van de waterstofbom – een voorbeeld van ongecontroleerde kernfusie – tot de talloze fusie-apparaten die in laboratoria over de hele wereld zijn gebouwd. Experimentele fusie-apparaten hebben kernfusie onder controle kunnen houden en meer energie kunnen genereren dan nodig was om de reactie op gang te brengen.
Maar geen van hen is erin geslaagd een voldoende overschot te produceren om een energiecentrale mogelijk te maken.
Om dat probleem op te lossen, proberen fusie-startups verschillende benaderingen. Deskundigen hebben verschillende meningen over welke de beste kans van slagen hebben, ook al staat de sector nog in de kinderschoenen, dus niets is gegarandeerd.
Hier volgt een kort overzicht van de belangrijkste benaderingen van fusie-energie.
Techcrunch-evenement
San Francisco, CA
|
13.-15. Oktober 2026
Magnetische insluiting
Magnetische opsluiting is een van de meest gebruikte technieken waarbij gebruik wordt gemaakt van sterke magnetische velden om plasma op te sluiten, de soep van oververhitte deeltjes die de kern vormt van een fusie-apparaat.
De magneten moeten extreem krachtig zijn. Commonwealth-fusiesystemen (CFS) assembleert bijvoorbeeld magneten die magnetische velden van 20 tesla kunnen genereren, wat ongeveer 13 keer sterker is dan een typische MRI-machine. Om de benodigde hoeveelheid elektriciteit te kunnen verwerken, zijn de magneten gemaakt van supergeleiders met hoge temperaturen, die nog steeds moeten worden gekoeld tot -253˚ C (–423˚ F) met behulp van vloeibaar helium.
CFS bouwt momenteel een demonstratie-eenheid genaamd Sparc op een veel versnelde tijdlijn in Massachusetts. Het bedrijf verwacht deze ergens eind 2026 in gebruik te nemen en, als alles goed gaat, in 2027 of 2028 te beginnen met de bouw van Arc, de commerciële elektriciteitscentrale in Virginia.
Er zijn twee hoofdtypen fusie-apparaten die gebruik maken van magnetische opsluiting: tokamaks en stellarators.
Tokamaks werden voor het eerst getheoretiseerd door Sovjetwetenschappers in de jaren vijftig, en sindsdien zijn ze op grote schaal bestudeerd. Tokamaks zijn er in twee basisvormen: een donut met een D-vormig profiel en een bol met een klein gaatje in het midden. De Joint European Torus (JET) en ITER zijn twee opmerkelijke experimentele tokamaks; JET was tussen 1983 en 2023 actief in Groot-Brittannië, terwijl ITER naar verwachting eind 2030 in Frankrijk van start zal gaan.
Groot-Brittannië gevestigd Tokamak-energie bezig met een bolvormig tokamak-ontwerp. De ST40 experimentele machine ondergaat momenteel upgrades.
Stellarators zijn het andere belangrijke type magnetische opsluitingsinrichting. Ze lijken op tokamaks omdat ze het plasma in een donutachtige vorm houden. Maar in tegenstelling tot de geometrische zijkanten van de Tokamak draaien en draaien sterren. De onregelmatige vorm wordt bepaald door het gedrag van het plasma te modelleren en het magnetische veld aan te passen aan zijn eigenaardigheden in plaats van het in een regelmatige vorm te dwingen.
Wendelstein 7-X, een grote stellarator met modulaire supergeleidende spoelen, beheerd door het Max Planck Instituut voor Plasmafysica. is sinds 2015 actief in Duitsland. Verschillende startups ontwikkelen ook hun eigen stellarators, b.v. Proxima-fusie, Renaissance-fusie, Thea EnergieEn Typ één energie.
Inertie opsluiting
De andere belangrijke benadering van fusie staat bekend als traagheidsopsluiting, waarbij brandstofpellets worden samengedrukt totdat de atomen erin samensmelten.
De meeste ontwerpen voor traagheidsopsluiting gebruiken pulsen van laserlicht om brandstofpellets te comprimeren. Meerdere laserstralen worden tegelijk afgevuurd en hun lichtpulsen convergeren vanuit alle hoeken tegelijkertijd op de brandstofpellet.
Tot nu toe is traagheidsopsluiting de enige benadering die dat biedt een mijlpaal gebroken bekend als wetenschappelijk break-even, dat is wanneer de reactie meer energie vrijgeeft dan verbruikt. Deze experimenten hebben plaatsgevonden in de National Ignition Facility (NIF) van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië. Opvallend is dat metingen om het wetenschappelijke break-evenpunt te bepalen geen rekening houden met zaken als de elektriciteit die nodig is om de experimentele faciliteit te laten draaien.
Toch zien bijna een dozijn startups genoeg belofte in traagheidsopsluiting, dat ze er reactoren omheen ontwerpen. Gefocuste energie, Inertie bedrijven, Marvel-fusieEn Xcimer zijn enkele opmerkelijke voorbeelden van het gebruik van lasers.
Er zijn echter twee bedrijven die geen lasers gebruiken: First Light Fusion, dat suggereert het gebruik van postzegels, en Pacifische fusiedie van plan is elektromagnetische pulsen te gebruiken in plaats van lasers.
Er komt nog meer
Dat zijn de twee belangrijkste benaderingen van fusie-energie, hoewel ze niet de enige zijn. Binnenkort zullen we meer details toevoegen over alternatieve ontwerpen, waaronder gemagnetiseerde doelfusie, magneto-elektrostatische opsluiting en door muonen gekatalyseerde fusie.
