Pacific Fusion hat in Albuquerque im US-Bundesstaat New Mexico mit dem Bau einer Versuchsanlage begonnen. Damit will das Unternehmen eine der wichtigsten praktischen Hürden bei der Umwandlung der Kernfusion in eine kommerzielle Stromquelle überwinden: genügend Energie zu erzeugen, um die Anlage zu betreiben, in der die Reaktion selbst stattfindet.
Das Unternehmen nennt dieses Ziel „Nettoenergiegewinn der Anlage“ (net facility gain) und will es bis 2030 erreichen. Dies unterscheidet sich vom Nachweis, dass eine einzelne Fusionsreaktion mehr Energie erzeugt hat, als vom Brennstoff aufgenommen wurde; in dieser Phase muss der Verbrauch der gesamten Ausrüstung und Anlage berücksichtigt werden. Dem Artikel zufolge hat bisher kein Gerät und kein Experiment dieses Niveau erreicht. Die National Ignition Facility hat zwar nachgewiesen, dass kontrollierte Fusionsreaktionen mehr Energie erzeugen können, als der Brennstoff verbraucht, ist aber noch weit davon entfernt, die Anlage selbstständig zu betreiben.
Wie will Pacific Fusion seinen Ansatz testen?
Das Unternehmen setzt auf starke, präzise koordinierte elektrische Impulse, um ein Magnetfeld um ein Brennstofftarget von etwa der Größe eines Bleistiftradierers zu erzeugen und es anschließend so stark zu komprimieren, dass die Brennstoffatome miteinander verschmelzen. Die Versuchsanlage wird 156 Impulserzeugungseinheiten umfassen. Jede Einheit enthält 32 ringförmige Stufen; jede Stufe besteht aus 10 kleineren Einheiten, die jeweils zwei Energiespeicherkondensatoren und einen Schalter zur Freisetzung der Energie umfassen.
Pacific Fusion hatte Anfang des Jahres bereits eine auf ein Drittel der Größe einer Impulserzeugungseinheit verkleinerte Version getestet und innerhalb von 80 Nanosekunden eine Spitzenleistung von 440 Gigawatt erreicht. Das Unternehmen bewertete die Ergebnisse als ausreichend, um mit dem Bau der Anlage fortzufahren. Die Versuchsanlage soll voraussichtlich täglich eine begrenzte Zahl von „Schüssen“ abgeben, während ein Kraftwerk in voller Größe einen Schuss pro Sekunde abgeben müsste.
Was ändert sich in der Praxis?
Jeder Impuls des Versuchssystems soll laut Keith LeChien, Mitgründer und Technologiechef des Unternehmens, etwa 100 Megajoule erzeugen – ungefähr das Zehnfache der Leistung der National Ignition Facility. Neben der Erprobung des Nettoenergiegewinns der Anlage soll der Standort Experimente im Zusammenhang mit der nationalen Sicherheit und der Fusion mit hoher Ausbeute beherbergen. In den Vereinigten Staaten gibt es weitere Standorte für ähnliche Forschungen, doch der Quelle zufolge zeigt die National Ignition Facility inzwischen Anzeichen des Alterns.
Pacific Fusion zufolge müsste ein kommerzielles Kraftwerk etwa die fünffache Energiemenge der Versuchsanlage erzeugen, teilweise um die zusätzliche Ausrüstung für ein Stromerzeugungskraftwerk zu versorgen. Das Unternehmen strebt an, Mitte der 2030er-Jahre ein kommerzielles Kraftwerk in Betrieb zu nehmen, sofern Anforderungen an Skalierung oder Zuverlässigkeit dies nicht verzögern.
Das Rennen um die Finanzierung und offene Herausforderungen
Pacific Fusion wurde 2023 gegründet und sammelte in einer an festgelegte Meilensteine geknüpften Series-A-Runde mehr als eine Milliarde Dollar ein. Nach Ansicht des Unternehmens ermöglichte diese Finanzierung eine längerfristige Planung, ohne alle paar Jahre erneut Kapital beschaffen zu müssen. Das Unternehmen tritt jedoch in einen Wettbewerb mit gut finanzierten Firmen ein, darunter Commonwealth Fusion Systems, Helion Energy, Proxima Fusion und Inertia Enterprises. Alle streben an, Mitte der 2030er-Jahre oder früher ein Fusionskraftwerk an das Stromnetz anzuschließen.
Die Bedeutung des Projekts liegt darin, dass die Prüfung von der Leistung einer Reaktion oder eines Geräts auf die Leistung eines vollständigen Systems ausgeweitet wird. Die Quelle belegt jedoch noch keinen Erfolg des Unternehmens beim Erreichen eines Nettoenergiegewinns und auch nicht seine Fähigkeit, eine kommerzielle Schussrate aufrechtzuerhalten. Daher bleiben die Impulsdichte, die Effizienz der Ausrüstung und der Übergang von einer begrenzten Zahl täglicher Schüsse zu einem Schuss pro Sekunde entscheidende Fragen, bevor der Zeitplan für die Kommerzialisierung als realistisch gelten kann.