Commonwealth Fusion Systems wird sein erstes Kraftwerk im kommerziellen Maßstab etwas außerhalb von Richmond, Virginia, bauen, gab das Unternehmen heute bekannt, mit dem Ziel, es Anfang der 2030er Jahre ans Netz zu bringen.
Lange Zeit wurde verspottet, dass die Fusionsenergie noch Jahrzehnte entfernt sei, doch der neue Meilenstein geht von der Möglichkeit eines kommerziellen Betriebs innerhalb des nächsten Jahrzehnts aus. Diese Zuversicht wird von vielen Fachleuten auf diesem Gebiet bestätigt, nachdem die National Ignition Facility vor zwei Jahren gezeigt hat, dass kontrollierte Fusionsreaktionen mehr Energie erzeugen können, als sie zur Zündung benötigen.
Commonwealth-Fusionssysteme (CFS) hat mehr Geld eingesammelt als seine Konkurrenten, und man geht allgemein davon aus, dass das Unternehmen die besten Chancen hat, im nächsten Jahrzehnt kommerzielle Fusionsenergie zu verwirklichen.
Das als Arc bekannte kommerzielle Kraftwerk soll 400 Megawatt Strom erzeugen. Während viele neue Kraftwerke so konzipiert sind, dass sie direkt in Hyperscale-Rechenzentren einspeisen – oft ein schnellerer Weg zur Markteinführung – arbeitet CFS mit dem Energieversorger Dominion Energy zusammen, um Arc an das Stromnetz anzuschließen.
„Für unser erstes Kraftwerk war es wichtig für uns, Strom ans Netz zu bringen“, sagte Kristen Cullen, Vizepräsidentin für globale Politik und öffentliche Angelegenheiten bei CFS, gegenüber Tech.
Das Unternehmen entschied sich für den Standort Virginia, nachdem es viele andere Möglichkeiten in Betracht gezogen hatte. „Viele Websites hätten hierfür funktioniert“, sagte Cullen. „Wir haben uns Standorte auf globaler Ebene angesehen und uns nach einer einstimmigen Entscheidung der USA wirklich auf die USA konzentriert [Nuclear Regulatory Commission] die Fusion auf eine Art und Weise zu regulieren, die wir für die Branche als angemessen erachteten.“
Nachdem sich das Feld verkleinert hatte, suchte das Team laut Cullen nach Standorten mit starken Verkehrsnetzen, um das Bauprojekt zu unterstützen. Sie wollten auch in der Nähe eines bestehenden Kraftwerks sein, um sowohl den Netzanschluss zu erleichtern als auch auf einen Arbeitskräftepool zuzugreifen, der mit der Industrie vertraut ist.
Aber ein Teil dessen, was Virginia dabei half, sich von den anderen abzuheben, war seine Nähe zu Washington, D.C. „Es ist nicht nur ein Kraftwerk, oder? Es ist das weltweit erste Fusionskraftwerk“, sagte Cullen. „Wir werden viele Leute hierher bringen wollen. Wir werden Touren durch die Gegend machen wollen. Wir wollen verschiedenen Energieministern und Staatsoberhäuptern zeigen, worum es bei der Fusion geht.“
CFS pachtet das Land für Arc von Dominion, ansonsten wechselt jedoch kein Geld den Besitzer zwischen den beiden Partnern. CFS geht davon aus, dass Dominion dem Startup dabei helfen kann, Genehmigungen zu erhalten und das Kraftwerk an das Stromnetz anzuschließen. Im Gegenzug wird der Energieversorger einer der ersten, wenn nicht der erste sein, der Erfahrungen mit einem Fusionskraftwerk sammelt .
„Sie sind sehr daran interessiert, hier ihren Fuß ins Wasser zu stecken und zu verstehen, was es bedeutet, Fusionsenergie ins Netz zu bringen“, sagte Rick Needham, Chief Commercial Officer von CFS, gegenüber Tech.
CFS verfolgt eine Art Fusion, die als magnetischer Einschluss bekannt ist und bei der starke Magnete überhitztes Plasma komprimieren und einschließen. Es gibt viele Formen, die Plasma annehmen kann, aber CFS bündelt es in einem sogenannten Tokamak, einer Art Donutform, die einer der am besten untersuchten Ansätze für den magnetischen Einschluss ist. Wenn das Plasma im Tokamak zusammengedrückt wird, ist es wahrscheinlicher, dass die aufgeladenen Teilchen mit solcher Kraft aufeinanderprallen, dass Atomkerne verschmelzen und enorme Energiemengen freisetzen.
Die Wand des Tokamaks wird aus geschmolzenem Salz bestehen, das Wärme auffängt und an eine Dampfturbine überträgt, die zur Stromerzeugung dient. Die Decke aus geschmolzenem Salz absorbiert außerdem schädliche Neutronen und erzeugt daraus Tritium, eines der beiden Wasserstoffisotope, mit denen der Reaktor betrieben wird. Das andere, Deuterium, kann aus Meerwasser gewonnen werden.
Arc wird nicht die erste Einrichtung von CFS sein. Das Unternehmen baut derzeit Sparc, eine Demonstrationsanlage, in Devens, Massachusetts. Es ist geplant, Sparc später im Jahr 2025 in Betrieb zu nehmen und im Jahr 2026 das „erste Plasma“ zu erreichen – ein Branchenbegriff dafür, wenn ein Fusionsreaktor zum ersten Mal zündet.
„Wir werden bald darauf einen Nettoenergiegewinn erzielen“, sagte Needham. Sollte das Unternehmen erfolgreich sein, wäre es das erste Mal, dass ein Tokamak diesen Meilenstein erreicht. Bisher war nur die National Ignition Facility in der Lage, eine netzpositive, kontrollierte Kernfusionsreaktion zu erzeugen.
Um Arc aufzubauen, muss das Unternehmen neue Mittel aufbringen. Die Aufnahme einer neuen Eigenkapitalrunde ist ein wahrscheinlicher Weg, obwohl Needham sagte, dass das Unternehmen auch „andere Kapitalquellen“ prüft, darunter Schulden und staatliche Zuschüsse. Im Juni erhielt CFS 15 Millionen US-Dollar vom Energieministerium im Rahmen seines Milestone-Based Fusion Development Program.
Während CFS heute Sparc und Arc im Auge hat, beginnt Needham, dass das Unternehmen bereits darüber nachdenkt, was danach kommt. „Dank all der Arbeit, die wir geleistet haben, haben wir viele tolle Websites gefunden“, sagte Needham. „Unser Ziel als Unternehmen ist nicht der Bau eines Fusionskraftwerks. Es geht darum, Tausende zu bauen.“