Laut Bloomberg hat das neuseeländische Startup OpenStar Technologies einen Durchbruch auf dem Gebiet der nachhaltigen Kernfusion erzielt.
Dem Team gelang es, einen 500 kg schweren Magneten in einer fünf Meter langen Vakuumkammer, die mit auf über eine Million Grad Celsius erhitztem Gas gefüllt war, schweben zu lassen.
Die Veranstaltung wurde von einer ausgewählten Gruppe von Personen verfolgt, darunter der neuseeländische Premierminister Christopher Lacson.
OpenStar-CEO Ratu Mataira und der neuseeländische Premierminister Lacson. Quelle: Bloomberg.
Bislang verbraucht der Reaktor mehr Energie, als er erzeugt. Die erfolgreiche Levitation ist jedoch einer der ersten Schritte, die die Machbarkeit der Technologie bestätigen.
Ratu Mataira, CEO und Gründer von OpenStar, ist überzeugt, dass die Einfachheit des Designs dem Unternehmen einen Vorteil bei der Entwicklung einer effizienten Fusionsenergiequelle verschafft. Seiner Ansicht nach beweist die Levitation eines supraleitenden Magneten die Gültigkeit und Skalierbarkeit des Ansatzes.
„Bisher verfügt noch niemand über ein funktionierendes Fusionssystem, das wirtschaftlich rentablen Strom erzeugen kann. Mit einem einfacheren Aufbau zu beginnen, der schneller skaliert und kostengünstiger hergestellt werden kann, ist ein attraktiver Ansatz“, sagte der Physiker.
Das Streben nach Fusion
Weltweit arbeiten rund 50 Unternehmen daran, als erste die Kernfusion zur Erzeugung kostengünstiger Energie zu entwickeln. OpenStar hat fast 10 Milliarden US-Dollar von Investoren wie Bill Gates und Jeff Bezos eingesammelt.
„Die Fusionsenergie hat das Potenzial, den Energiesektor zu revolutionieren, indem sie eine unbegrenzte Quelle sicherer und sauberer Energie bietet. Nach dem, was ich gesehen habe, ist mir klar geworden, dass diese Aussicht der Realität näher ist als je zuvor“, betonte Lacson.
Der Zeitrahmen für die Erreichung des Ziels bleibt ungewiss – die Prognosen reichen von 10 bis 30 Jahren.
OpenStar-Fusionsreaktor. Quelle: Bloomberg.
Ähnliche Durchbrüche wurden bereits in anderen Ländern erzielt. So gelang es beispielsweise kalifornischen Wissenschaftlern im Jahr 2022 erstmals, mehr Energie aus einer Fusionsreaktion zu gewinnen, als für deren Start benötigt wurde.
OpenStar geht davon aus, dass es mehrere Generationen von Prototypen brauchen wird, um ein Kraftwerk zu entwickeln, das in der Lage ist, ein ganzes Stadtgebiet mit Strom zu versorgen.
Funktionsprinzip
Kernfusion benötigt Plasma, den vierten Aggregatzustand (die anderen drei sind fest, flüssig und gasförmig). Es ist so heiß, dass Elektronen aus den Atomen herausgelöst werden und ein ionisiertes Gas entsteht. Sterne, Blitze und Polarlichter sind allesamt Formen von Plasma.
Im Inneren der Sonne verschmelzen Atome unter enormem Druck und setzen dabei Energie frei, die das gesamte Sonnensystem antreibt.
Eine Möglichkeit, diesen Prozess auf der Erde nachzubilden, besteht darin, Magnetfelder zu nutzen, um das Plasma einzuschließen und die Fusionsreaktion auszulösen.
In den 1950er Jahren entwickelten sowjetische Physiker den Tokamak , ein vielversprechendes Konzept im Bereich der kontrollierten Kernfusion. Der ringförmige Reaktor nutzt starke Magnete, die um eine Plasmakammer angeordnet sind.
Dieses Design kommt im milliardenschweren Projekt des Internationalen Thermonuklearen Versuchsreaktors (ITER) in Südfrankreich zum Einsatz. Zu seinen Nachteilen zählen die hohen Kosten und die potenzielle Instabilität des vierten Aggregatzustands.
„Ein Tokamak ähnelt in seiner Konstruktion und Leistungsoptimierung eher einem Strahltriebwerk. Er ist stark von komplexen Modellen und hochpräziser Fertigung abhängig. Ein Dipol hingegen ist eher wie ein Lagerfeuer. Man ordnet die Elemente grob an, führt Hitze zu, und sobald das Feuer brennt, hält es sich selbst“, erklärte Mataira.
1987 schlug der japanische theoretische Physiker und Ingenieur Akira Hasegawa einen alternativen Ansatz zur Plasmaeinschließung vor: die Platzierung eines supraleitenden Hochtemperaturmagneten innerhalb des Plasmas anstatt außerhalb. Dieses Verfahren wurde als schwebender Dipolreaktor bezeichnet.
Im Jahr 2004 setzten das MIT und die Columbia University die Idee erfolgreich um, doch die Forschung wurde später aufgrund mangelnder Finanzierung und technologischer Beschränkungen zu dieser Zeit eingeschränkt.
Die Aussichten von OpenStar
Das Unternehmen bereitet derzeit die Markteinführung eines neuen Prototyps namens Tahi vor, dessen Präsentation in zwei Jahren geplant ist. Ein Modell der dritten Generation (Maui), das Neutronen erzeugen und kommerziell nutzbar sein wird, soll innerhalb von fünf Jahren erscheinen.
Die letzte Phase wird das Kraftwerk der vierten Generation, Tama Nui, sein. Seine geplante Leistung wird zwischen 50 und 200 MW liegen – genug, um eine Kleinstadt oder ein großes Industrieunternehmen mit Strom zu versorgen.
Warum ist das wichtig?
Die rasante Entwicklung künstlicher Intelligenz führt zu einem exponentiellen Anstieg des Stromverbrauchs. Morgan Stanley prognostiziert, dass die USA in den nächsten drei Jahren mit einem Kapazitätsdefizit von 36 GW konfrontiert sein werden.
Die Situation wirkt sich bereits auf die Verbraucher aus: Die Tarife steigen, und Netzüberlastungen führen zu Stromausfällen. Seit dem Start von ChatGPT sind die Strompreise in den USA um 23 % gestiegen. Seit 2020 haben sie sich um 40 % erhöht, was deutlich über der allgemeinen Inflationsrate des Landes liegt.
Analysten des Kobeissi Letter sehen in der Kernenergie eine mögliche Lösung. Im Gegensatz zu Solar- und Windkraftanlagen arbeiten Kernkraftwerke rund um die Uhr, was genau für den kontinuierlichen Betrieb von KI erforderlich ist. Zudem zählen sie zu den wirtschaftlichsten Energiequellen.
Der Bau von Kernkraftwerken ist jedoch ein langwieriger Prozess. Derzeit befinden sich in den Vereinigten Staaten keine großen Reaktoren im Bau.
Ist der Weltraum die Lösung?
Manche Unternehmer glauben, dass die Zukunft der Rechenzentren jenseits der Erde liegt. Ihrer Ansicht nach stoßen die Energienetze unseres Planeten an ihre Leistungsgrenzen.
Im Januar kündigte Elon Musk an, dass Tesla die Arbeiten an Dojo3 wieder aufnehmen werde, einem zuvor eingestellten Projekt zur Entwicklung eines Chips der dritten Generation für Elektrofahrzeuge. Dessen Zweck ist nun die Weltraumdatenverarbeitung.
Zu den Vorteilen zählen der nahezu unbegrenzte Zugang zu Solarenergie und Platz für die Ausrüstung. Der Nachteil sind die hohen Kosten für den Start von Raketen mit der notwendigen Infrastruktur. Analysten von 33FG schätzen jedoch, dass KI-Computing im Orbit bis 2030 wirtschaftlich rentabel sein wird.
Google gehörte zu den ersten Unternehmen, die die Initiative ergriffen. Google kündigte einen Plan zum Aufbau eines Netzwerks von Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn an, um Rechenzentren mit Strom zu versorgen. Die Idee wird von OpenAI-CEO Sam Altman unterstützt, doch Musk hat einen strategischen Vorteil: die Kontrolle über die Übertragungswege.
Der Unternehmer hofft, mit dem bevorstehenden Börsengang von SpaceX den Start einer Konstellation von Computersatelliten mithilfe von Starship-Raketen zu finanzieren. Im Orbit angekommen, werden diese Geräte dank kontinuierlicher Beleuchtung rund um die Uhr Solarenergie sammeln können.
Zur Erinnerung: Im Januar wurde Alibaba Clouds Qwen-3 als weltweit erstes KI-Modell in den Orbit hochgeladen und dort in Betrieb genommen.