Neuseeländisches Unternehmen kommt der unbegrenzten Fusionsenergie näher

(CLO) In einem Lagerhaus in Neuseelands Hauptstadt Wellington versucht ein Startup, mithilfe eines neuen Fusionsreaktortyps die Energie eines Sterns auf der Erde nachzubilden.

Was ist Fusionsenergie?

Das Ziel des Unternehmens besteht in der Erzeugung von Kernfusion, einer Form nahezu unbegrenzter sauberer Energie, die durch die genau entgegengesetzte Reaktion zur gegenwärtigen weltweiten Kernenergie entsteht.

Das bedeutet, dass Atome nicht gespalten, sondern durch Kernfusion – ähnlich wie die Sonne – miteinander verbunden werden. Dadurch entsteht ein gewaltiger Energieschub, der durch das im Universum am häufigsten vorkommende Element erreicht werden kann: Wasserstoff.

Der Kernfusionsreaktor von OpenStar Technologies in Wellington, Neuseeland. Foto: OpenStar Technologies

Anfang des Monats gab OpenStar Technologies bekannt, dass es überhitztes Plasma mit Temperaturen von rund 300.000 Grad Celsius erzeugt habe – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Erzeugung von Fusionsenergie.

„Das erste Plasma war ein wirklich wichtiger Moment“, sagte Ratu Mataira, Gründer und CEO von OpenStar, denn es war ein Meilenstein, der zeigte, dass das System des Unternehmens funktionierte.

Das Unternehmen habe dafür zwei Jahre und rund 10 Millionen Dollar benötigt, fügte er hinzu. Ziel sei es, die Fusionsenergietechnologie billiger und schneller zu machen.

OpenStar ist eines der wenigen Startups, die Forschung und Entwicklung im Bereich der Fusionsenergie vorantreiben, mit dem Ziel, die Energiequelle zu kommerzialisieren, auch wenn sie noch nicht vollständig erprobt ist.

Fusionsenergieunternehmen haben laut Fusion Industries Association bereits mehr als 7,1 Milliarden Dollar an Fördermitteln eingeworben. Experten warnen jedoch, dass der Weg noch lang und steinig sei.

Die Fusion – derselbe Prozess, der die Sonne und andere Sterne mit Energie versorgt – wird oft als der „Heilige Gral“ der sauberen Energie bezeichnet: Sie ist praktisch unbegrenzt, belastet die Umwelt nicht und erzeugt keinen gefährlichen radioaktiven Abfall wie die Kernspaltungsreaktionen in den heutigen Kernkraftwerken.

Dies ist ein Quantensprung im Kampf gegen die eskalierende Klimakrise. Es kann zuverlässige und kontinuierliche Energie liefern, ohne dass umfangreiche neue Infrastruktur gebaut werden muss. Das bedeutet, dass wir auf saubere Energie umsteigen können, ohne unsere bisherige Lebensweise zu ändern.

Allerdings ist die Erzeugung von Fusionsenergie auf der Erde eine extrem große Herausforderung.

Neue Fusionstechnologie

Bei der gängigsten Technologie handelt es sich um einen Reaktor, der allgemein als Tokamak bezeichnet wird und mit zwei Formen von Wasserstoffgas befüllt wird: Deuterium, das in Meerwasser leicht vorkommt, und aus Lithium gewonnenes Tritium.

Die Temperatur im Inneren eines Tokamaks erreicht 150 Millionen Grad und ist damit zehnmal heißer als im Kern der Sonne. Bei diesen extremen Temperaturen kollidieren Wasserstoffisotope im Plasma miteinander, wodurch sie verschmelzen und eine enorme Energiequelle erzeugen.

Die Magnetspulen des Tokamaks verhindern, dass das Plasma die Wände des Geräts berührt.

Bei der Technologie von OpenStar handelt es sich jedoch um das Gegenteil: Statt Plasma in einem Magneten befindet sich hier ein Magnet in einem Plasma.

Eine Animation des Inneren des OpenStar-Reaktors. Foto: OpenStar Technologies

In seinem Reaktor hängt ein starker Magnet in einer etwa fünf Meter breiten Vakuumkammer. Diese Anordnung ist von natürlichen Phänomenen wie dem Magnetfeld der Erde inspiriert.

Der Physiker Akira Hasegawa entwickelte das Konzept in den 1980er Jahren basierend auf seiner Forschung zum Plasma um Jupiter. Die erste Maschine, die diese Prinzipien anwendete, wurde am MIT in Zusammenarbeit mit der Columbia University gebaut und 2004 in Betrieb genommen, 2011 jedoch wieder abgeschaltet.

„Der Vorteil dieses Reaktors ist die Möglichkeit, die Leistung schnell zu iterieren und zu verbessern“, sagte Mataira. Im Vergleich zu einem Tokamak ist die Technologie von OpenStar einfacher und im Problemfall leichter zu reparieren.

OpenStar hat 12 Millionen US-Dollar aufgebracht und bereitet eine größere Finanzierungsrunde vor, mit dem Ziel, in den nächsten zwei bis vier Jahren zwei weitere Prototypen zu bauen.

Fusionsenergie wird immer realistischer

OpenStar ist nur eines von vielen Fusions-Startups, die in den letzten fünf Jahren entstanden sind. Auch Länder wie China, die USA und Südkorea treiben die Forschung und den Bau von Fusionsreaktoren voran – und das mit einigem Erfolg.

Die Korea Advanced Superconducting Tokamak Research Facility (KSTAR), bekannt als „künstliche Sonne“, am Korea Institute of Fusion Energy. Foto: AFP

„Dieses Feld wächst so schnell, dass private Investoren bereit sind, zu investieren, um die Forschung und Entwicklung dieser Technologie zu beschleunigen“, sagte Professor Gerald Navratil von der Columbia University.

Commonwealth Fusion Systems, führend in der Tokamak-Technologie, hat mehr als 2 Milliarden US-Dollar eingesammelt. Andere Unternehmen wie OpenStar und Zap Energy verfolgen inzwischen einzigartigere Ansätze. Zap Energy konzentriert sich auf die Entwicklung eines kompakten, skalierbaren Reaktors, der elektrische Impulse zur Plasmaerzeugung nutzt.

Unternehmen aus der Branche bieten Antworten auf die Frage: „Wann wird die Fusionsenergie bereit sein?“ OpenStar prognostiziert sechs Jahre. Commonwealth Fusion geht von Anfang 2030 aus. Zap Energy antwortet ähnlich.

Allerdings geht die britische Atomenergiebehörde davon aus, dass eine Kommerzialisierung der Fusionsenergie aufgrund erheblicher wissenschaftlicher und technischer Herausforderungen erst in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts möglich sein wird.

Navratil sagte, Startups neigten manchmal dazu, „ihre Fähigkeiten zu überschätzen“. Der Übergang von der Theorie zur Praxis, insbesondere der Aufbau eines sicheren und zuverlässigen Energiesystems, sei ein komplexer Prozess.

Dennoch ist Mataira davon überzeugt, dass der Wettlauf um die Entwicklung der Fusionsenergie ein lebhaftes Wettbewerbsumfeld schaffen wird, in dem die Unternehmen voneinander lernen und zusammenarbeiten, um den Fortschritt zu beschleunigen.

Ha Trang (laut CNN)

Quelle: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html