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.

Dies bedeutet, dass Atome nicht gespalten, sondern durch Kernfusion auf dieselbe Weise miteinander verbunden werden, wie die Sonne Energie erzeugt. Dieser Prozess erzeugt einen starken Energiestrom, der durch die Nutzung des im Universum am häufigsten vorkommenden Elements 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“, sagt 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.

Nach Angaben der Fusion Industries Association haben Fusionsenergieunternehmen mehr als 7,1 Milliarden US-Dollar an Finanzmitteln eingeworben. Experten warnen jedoch, dass der vor uns liegende Weg noch lang und schwierig 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 gewaltiger Fortschritt bei der Bewältigung der eskalierenden Klimakrise. Dadurch kann eine stabile und kontinuierliche Energieversorgung gewährleistet werden, ohne dass zu viel neue Infrastruktur aufgebaut werden muss. Das bedeutet, dass wir auf saubere Energie umsteigen können, ohne unser derzeitiges Leben zu beeinträchtigen.

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

Neue Fusionstechnologie

Bei der gängigsten Technologie handelt es sich um einen als Tokamak bezeichneten Reaktor, der 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 Energiemenge freisetzen.

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

Die Technologie von OpenStar ist jedoch das Gegenteil. Anstatt Plasma im Magneten zu haben, befindet sich ein Magnet im Plasma.

Animation im Reaktor von OpenStar. Foto: OpenStar Technologies

Sein Reaktor verfügt über einen starken Magneten, der in einer etwa 5 Meter breiten Vakuumkammer aufgehängt ist. Diese Anordnung ist von natürlichen Phänomenen wie dem Magnetfeld der Erde inspiriert.

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

„Der Vorteil dieses Reaktors ist die Möglichkeit, Experimente schnell zu wiederholen und die Leistung sehr rasch zu verbessern“, sagte Mataira. Im Vergleich zu Tokamak ist die Technologie von OpenStar einfacher und im Fehlerfall 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 realisierbarer

OpenStar ist nur eines von vielen Fusion-Startups, die in den letzten fünf Jahren entstanden sind. Auch Länder wie China, die USA und Südkorea intensivieren die Forschung und den Bau von Fusionsreaktoren und konnten dabei einige Erfolge erzielen.

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, ein führendes Unternehmen in der Tokamak-Technologie, hat mehr als 2 Milliarden US-Dollar aufgebracht. 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 Erzeugung von Plasma nutzt.

Unternehmen in diesem Bereich liefern Antworten auf die Frage „Wann ist die Fusionsenergie bereit?“. OpenStar prognostiziert 6 Jahre. Commonwealth Fusion sagt Anfang 2030. 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 teilt mit, dass Startups manchmal dazu neigen, „ihre Fähigkeiten zu übertreiben“. Der Übergang von der Theorie zur Praxis, insbesondere der Aufbau eines sicheren und zuverlässigen Energiesystems, ist ein unglaublich 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