Kernfusion geht in Richtung Mainstream

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Ein starker Magnet, wie er in Fusionsgeräten in einem Labor von Tokamak Energy in Abingdon, England, am 23. August 2021 verwendet wird. (Andrew Testa für The New York Times )

Geschrieben von Stanley Reed

Die Nutzung der Fusionsenergie in etwas kommerziell Machbares – und vielleicht letztendlich in eine saubere Energiequelle, die fossile Brennstoffe für die kommenden Jahrhunderte ersetzt – hat lange Zeit von manchen als der ultimative Mondschuss angesehen.

Aber das Interesse der Investoren an Fusionsenergie steigt langsam weiter, und die Zahl der Startups in diesem Bereich vervielfacht sich, wobei schätzungsweise 1.100 Menschen in mehreren Ländern ihren Lebensunterhalt in diesen Firmen verdienen. Eine Branche nimmt Gestalt an, mit einem wachsenden Netzwerk von Unternehmen, die hochspezialisierte Ausrüstung liefern, wie die Komponenten der leistungsstarken Magnete, die Fusionsgeräte benötigen.

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Die britische Regierung sah sogar kürzlich die Notwendigkeit, Vorschriften für die Fusionsenergie zu erlassen – eine Art Meilenstein für eine aufstrebende Industrie.

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Niemand weiß, wann Fusionsenergie kommerziell rentabel wird, aber das Treiben der privaten Investitionen ist ein wachsender Alarm für die Welt Erwärmung.

„Niemand hat einen besseren Plan, um mit der Klimakrise fertig zu werden“, sagte David Kingham, einer der drei Mitbegründer eines Unternehmens namens Tokamak Energy, das etwa 200 Millionen US-Dollar eingenommen hat, hauptsächlich von privaten Quellen.

Bei Tokamak Energy besteht das Ziel darin, Wasserstoffisotope schließlich heiß genug zu erhitzen, damit sich ihre Atome in einer Reaktion verbinden, die enorme Energiemengen freisetzt. Dies ist die Essenz der Fusion, die oft als die Energie hinter der Sonne und den Sternen beschrieben wird.

Im Labor des Unternehmens in einem Gewerbegebiet außerhalb von Oxford gibt es alle 15-20 Minuten eine Warnung über die Lautsprecheranlage, dass ein Test bevorsteht und jeder den Raum mit dem 4 Meter hohen Fusionsgerät mit dicken Stahlwände. Es ist ein surrendes Geräusch zu hören, das etwa 1 Sekunde dauert. Dann zeigt ein Monitor ein unheimlich pulsierendes Video vom Inneren des Geräts, während ein starker Strahl in überhitztes Gas, bekannt als Plasma, bläst.

Wissenschaftler und Ingenieure überwachen die Fusionsanlage bei Tokomak Energy in Abingdon, England, am 23. August 2021. (Andrew Testa für The New York Times)

Während des Tests erreichte die Prototypenmaschine von Tokamak, deren Herstellung 50 Millionen Pfund kostet, 11 Millionen Grad Celsius. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sie 100 Millionen Grad Celsius erreichen müssen, also etwa das Siebenfache der Temperatur im Kern der Sonne. Sie gehen davon aus, dass sie bis Ende des Jahres dort sein werden.

Einer der Wissenschaftler im Tokamak-Kontrollraum, Otto Asunta, 40, ein leitender Physiker, sagte, dass sich die Mitarbeiterzahl seit seinem Eintritt in das Unternehmen vor sechs Jahren auf 180 verzehnfacht hat, während die Arbeit immer anspruchsvoller geworden ist.

„Wir bauen erstklassige Geräte“, sagte er.

Der Name des Unternehmens bezieht sich auf einen Gerätetyp, der zuerst in der ehemaligen Sowjetunion erfunden wurde und heute im Mittelpunkt steht im Feld. Tokamaks versuchen, eine Fusion zu erreichen, indem sie starke Magnete verwenden, um überhitztes Gas einzuschließen und zu komprimieren – eine Art Blitz in einer Flasche zu erzeugen.

Das Unternehmen wurde 2009 von Wissenschaftlern gegründet, die glaubten, in einem kleinen, flinken Unternehmen mehr erreichen zu können, als in großen institutionellen Labors wie dem Fusionsforschungszentrum der britischen Regierung in Culham oder dem ITER in Südfrankreich, wo ein sehr großes Gerät — etwa 30 Meter im Durchmesser – wird mit Kosten von 25 Milliarden US-Dollar gebaut.

Zu dieser Zeit war die Entscheidung eine einsame Entscheidung; jetzt haben sie viel Gesellschaft.

Seit Anfang der 1990er Jahre wächst die Zahl der Fusions-Startups rasant. Andrew Holland, CEO der Fusion Industry Association, sagte, dass es mindestens 35 Unternehmen in mehreren Ländern gibt, darunter die Vereinigten Staaten, Großbritannien, Frankreich, Kanada und China. Laut einer in Kürze erscheinenden Studie des Verbands und der britischen Atomenergiebehörde haben sie zusammen 1,9 Milliarden US-Dollar aufgebracht, größtenteils aus privaten Quellen.

Warum Geld in eine weit entfernte Suche stecken, die noch nie einen Cent verdient hat? Investoren fühlen sich von der Aussicht auf einen frühen Einstieg in eine potenziell bahnbrechende Technologie angezogen: einen Fusionsreaktor, der weit mehr Energie produziert, als in ihn investiert wird. Eine solche Leistung könnte enorme kommerzielle Aussichten haben.

David Kingham, einer der drei Mitgründer von Tokamak Energy, bei der Firma&#8217 ;s Einrichtung in Abingdon, England, am 23. August 2021. (Andrew Testa für The New York Times)

David Harding, Gründer von zwei Investment-Management-Firmen mit einem geschätzten Wert von 27 Millionen britischen Pfund, ist einer der wichtigsten Geldgeber von Tokamak Energy. Er sagte, dass ihn die Idee von „billiger, unbegrenzter Energie durch wissenschaftliche Zauberei“ schon lange angezogen habe, aber dass der „ganze Schwung der globalen Erwärmung es jetzt noch mehr als selbstverständlich erscheinen lässt“.

Anleger sagen, dass sie bereits Gewinne sehen. Mark White, Investment Director des britischen Science & Der Innovation Seed Fund, der den Tokamak-Gründern ihre ersten 25.000 Pfund schenkte, sagte, dass die Gesamtinvestitionen seines Fonds von 400.000 Pfund nach den Preisen, die während einer Kapitalerhöhung im letzten Jahr gezahlt wurden, jetzt etwa 7,5 Millionen Pfund wert waren. Nach diesem Maßstab beträgt der Gesamtwert von Tokamak Energy etwa 317 Millionen Pfund.

Ein weiterer Investor in Fusion ist Vinod Khosla, Gründer von Khosla Ventures, einer Risikokapitalgesellschaft mit Sitz in Menlo Park, Kalifornien, die Commonwealth Fusion unterstützt Systems, ein Spin-off des Massachusetts Institute of Technology.

In einem Interview sagte Khosla, dass der Schlüssel, um ein jahrzehntelanges Projekt wie die Fusion für Investoren schmackhaft zu machen, darin besteht, das Unternehmen in Meilensteine ​​aufzuteilen, die Investoren überwachen können, bevor sie mehr Geld investieren.

Commonwealth hat kürzlich einen erfolgreichen Test von . angekündigt was es als die weltweit stärkste Version des Magnettyps bezeichnet, der für viele Fusionsbemühungen entscheidend ist, eine Leistung, die die Investoren begrüßten.

“Ich glaube nicht, dass wir Schwierigkeiten haben werden, ihn für die nächste Runde zu finanzieren”, Khosla sagte.

Die Unterstützer von Fusion sagen, dass die Fortschritte bei Magneten und anderen Bereichen die Erfolgswahrscheinlichkeit viel größer gemacht haben. Im Gegensatz zu seinem Ruf als eine langwierige Branche, die sich in Jahrzehnten auszahlt, „hat es tatsächlich enorme Fortschritte gegeben“, sagte Phil Larochelle, Investmentmanager bei Breakthrough Energy Ventures. Breakthrough, eine Venture-Capital-Firma, deren Vorsitzender Bill Gates ist, hat ebenfalls in Commonwealth investiert.

Wissenschaftler auf diesem Gebiet sagten, dass der Zufluss privater Gelder und die Suche nach verschiedenen Ansätzen für das Problem positiv waren.< /p>

„Wer von ihnen am Ende gewinnt, ist schwer vorherzusagen, aber es wird viel gute Forschung und Entwicklung geben“, sagte Jonathan E. Menard, stellvertretender Forschungsdirektor am Princeton Plasma Physics Laboratory.

Die kommenden Jahre werden jedoch große Ausgabenerhöhungen erfordern, sagen Fusion-Manager. Tokamak Energy will eine Pilot-Fusionsmaschine für 1 Milliarde US-Dollar bauen, wobei die von ihm entwickelten starken Magneten verwendet werden, die die Anziehungskraft der Erde um ein Vielfaches erhöhen. Das Gerät könnte die Basis für den Kern von Kraftwerken oder für andere kommerzielle Anwendungen sein.

Investoren überzeugen, den Sprung von einstelligen Millionen-Dollar-Zusagen auf 50 Millionen US-Dollar zu wagen auf 100 Millionen US-Dollar, die für eine weitere Generation von Prototypen benötigt werden, ist nicht einfach.

„Die Leute messen immer noch die Investitionsrenditen mit den üblichen Metriken“, wie z. B. wie viel Umsatz ein Unternehmen erwirtschaftet, sagte Michl Binderbauer, CEO des kalifornischen TAE Technologies Fusions-Startups.

Dieser Druck hat Binderbauer dazu veranlasst, einige der Technologien, die TAE auf dem Weg zur Fusion entwickelt hat, zu einem Geschäft zu machen. Eine TAE-Tochter entwickelt Krebsbehandlungen mit Teilchenstrahlen. Die Ventures seien für Investoren einfacher zu verkaufen.

Die Unterstützer von Fusion sagen jedoch, dass ein Wendepunkt kommen könnte, wenn große Investoren sich beeilen, sich zu beteiligen. “Sobald das Geld hinter den Dingen steckt, ist der Himmel die Grenze”, sagte Harding, der Hedgefonds-Gründer. „Es gibt nicht viele Fusionsprojekte auf der Welt, aber viele Investoren.“

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