Das private Fusionsunternehmen Helion Energy plant den Bau eines Fusionskraftwerks, das Microsoft in den kommenden fünf Jahren mit Strom versorgen soll. Helion Energy macht Fusionsenergie für die breite Masse zugänglich, und Microsoft hat kürzlich einen Vertrag mit dem Unternehmen über den Kauf von 5 MW Energie bis 50 unterzeichnet, die rund 2028 Haushalte mit Strom versorgen soll.
Sam Altman investierte im November 375 ebenfalls 2021 Millionen US-Dollar in das Unternehmen und ist vom Potenzial des Unternehmens begeistert. Obwohl die Erzeugung von Fusionsenergie eine Herausforderung darstellt, macht das Unternehmen gute Fortschritte. Sein sechster Prototyp soll die Maximaltemperatur überschreiten und so präziser Strom erzeugen. Die Führungskräfte des Unternehmens halten ihn zudem für zuverlässiger als Solar- und Windenergie.
Helion Energy plant den Bau eines Fusionskraftwerks, das Microsoft in fünf Jahren mit ausreichend Strom versorgen kann. Im Mai schloss Microsoft einen Vertrag mit Helion über den Kauf von 50 Megawatt Energie bis 2028 ab . Diese Menge reicht aus, um rund 40,000 Haushalte mit Strom zu versorgen.
Sam Altman , CEO von OpenAI , interessiert sich für das Potenzial der Fusionsenergie und des Helion-Projekts. Er äußerte sich bereits begeistert über die zukünftigen Entwicklungen. Im November 2021 führte Altman die Serie-E-Finanzierungsrunde des Unternehmens mit einer Investition von 375 Millionen US-Dollar an.
Scott Krisiloff , Chief Business Officer von Helion Energy, sagte in einem Interview: „Fusionsenergie könnte zur Stromversorgung von Rechenzentren genutzt werden, die große Stromverbraucher sind.“
Obwohl das Potenzial und die Verpflichtungen für Fusionsenergie hoch sind, ist ihre Erzeugung äußerst schwierig. Besonders anspruchsvoll ist es, die für die Stromerzeugung durch Fusion erforderliche Temperatur zu erreichen. Helion ist nach eigenen Angaben das erste private Fusionsunternehmen, das die Technologie zur Erreichung dieser Temperatur entwickelt hat.
Krisiloff sagte: „Mit dem Wachstum unserer Bevölkerung und dem damit einhergehenden Bedarf an mehr Informationen und Internetverbindungen steigt auch der Energiebedarf unserer Bevölkerung. Helion arbeitet derzeit an seinem siebten Prototypen, Polaris, der voraussichtlich 2024 fertiggestellt sein wird und als erster Strom aus Kernfusion erzeugen würde.“
„Fusion ist etwas, das wir jeden Tag nutzen; all unsere Energie lässt sich in irgendeiner Weise auf Fusion zurückführen. Aber es ist uns bisher nie gelungen, sie auf der Erde so zu nutzen, dass wir daraus Strom erzeugen können“, fügte Krisiloff hinzu.
Wie wird Fusionsenergie erzeugt?
Fusionsenergie wird in einem 40 Meter langen Rohr erzeugt. Wenn zwei Atome miteinander verschmelzen und ein einziges Atom bilden, entsteht Fusionsenergie. Mithilfe des Plasma-Beschleunigers von Helion wird Deuterium zu Helium-3 fusioniert.
Deuterium ist eine in Wasser vorkommende Form von Wasserstoff , und Helium-3 wird für die Reaktion verwendet. Anschließend wird das Reaktionsgemisch in ein 40 Meter langes Rohr gegeben und dort auf 100 Millionen Grad Celsius komprimiert.
Laut Krisiloff sind die Bedingungen für die Stromerzeugung optimal. Trenta ist der sechste und neueste Prototyp von Helion, der Temperaturen von über 100 Millionen Grad Celsius erreichen kann. Krisiloff erklärt: „Das ist ein Zyklus der Maschine, und dann wird der Vorgang wiederholt, um mehr Energie zu gewinnen.“
Warum ist Fusion eine bessere Energiequelle als Solar- und Windenergie?
Krisiloff erklärte: „Das Potenzial der Fusionsenergie liegt in den reichlich vorhandenen Brennstoffquellen. Der Brennstoff stammt aus Wasser in Form von Deuterium, das auf der Erde in großen Mengen vorkommt. Ein weiterer Vorteil der Fusion ist ihre höhere Sicherheit im Vergleich zu anderen Energieformen wie der Kernenergie oder der Kernspaltung, die eine Kettenreaktion ist. Das bedeutet, dass sich die Fusionsanlage sofort abschaltet, falls etwas mit ihr passiert.“
Laut Krisiloff entsteht bei der Fusion im Vergleich zu herkömmlichen Kernspaltungsmethoden nur eine begrenzte Menge an Abfall. Er erklärte außerdem, dass ein Teil dieses Abfalls laut der Internationalen Atomenergie-Organisation radioaktiv sei und Millionen von Jahren in diesem Zustand verbleiben könne.
Helion Energy macht Fusionsenergie für die breite Masse zugänglich. Fusionsenergie erzeugt die geringsten CO₂-Emissionen und beansprucht das Stromnetz am wenigsten. Sie ist dichter als andere saubere Energiequellen. Das bedeutet, dass der Prozess keine großen Flächen benötigt und selbst auf engstem Raum stattfinden kann. Außerdem ist Fusionsenergie besser als Wind- und Solarenergie und zuverlässiger, da sie nicht von extremen Wetterbedingungen beeinträchtigt wird.
Wie unterscheidet sich Helions Ansatz zur Fusion von anderen?
Laut den Helions-Gründern sollte die Fusion nicht als fundamentales physikalisches Hindernis betrachtet werden. Sie sollte als technische Herausforderung betrachtet werden, die durch die Entwicklung, Erprobung und Verfeinerung von Fusionssystemen und -subsystemen bewältigt werden kann. Ein neuer Ansatz für die Fusion kann erreicht werden, wenn wir unser oberstes Ziel – die Erzeugung sauberer, sicherer und reichlich vorhandener Elektrizität – in den Vordergrund stellen.
Helions Ansatz unterscheidet sich in drei wesentlichen Punkten von anderen Fusionsmethoden:
- Das Unternehmen nutzt ein gepulstes Fusionssystem ohne Zündung, das ihm hilft, die schwierigsten physikalischen Herausforderungen zu meistern. Diese Technik hält das Fusionsgerät klein und ermöglicht die Anpassung der Leistungsabgabe nach Bedarf.
- Ihr System ist speziell auf die Rückgewinnung von Elektrizität ausgelegt. Es gewinnt effizient die gesamte ungenutzte und frische elektromagnetische Energie zurück, ähnlich wie die regenerative Bremse eines Elektrofahrzeugs funktioniert. Andere Fusionssysteme verlieren Energie, wenn Wasser erhitzt wird, um Dampf für den Antrieb einer Turbine zu erzeugen.
- Als Brennstoff werden Deuterium und Helium-3 (D-³He) verwendet. Helium-3 ist ein Brennstoff mit höherer Oktanzahl und sauberer, außerdem wird das System dadurch kompakter und effizienter.
Woher wird Helion Helium-3 beziehen?
Das Unternehmen produziert Helium-3 durch die Fusion von Deuterium in seinem Plasmabeschleuniger und nutzt dabei den patentierten, hocheffizienten geschlossenen Brennstoffkreislauf. Das extrem seltene Helium-3-Isotop, das auf unserem Planeten nur schwer zu finden ist, ist ein Schlüsselelement in der Quanteninformatik und für wichtige medizinische Bildgebungszwecke von entscheidender Bedeutung.
Früher dachten Wissenschaftler sogar daran, Helium-3 auf dem Mond zu gewinnen, da es dort in großen Mengen vorhanden ist. Doch mit Helions Technologie lässt sich dies durch Weltraumreisen vermeiden.
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Warum benötigt die Fusion 100 Millionen Grad Celsius?
Der Erde fehlt die enorme Größe und Anziehungskraft der Sonne, die ideale Bedingungen für die Fusion schaffen. Daher müssen Wissenschaftler das Plasma extrem erhitzen, um eine Fusion zu ermöglichen – sogar heißer als die Sonne. In dieser Situation erfolgt die Fusion also schneller.
100 Millionen Grad Celsius gelten im Grunde als Mindesttemperatur für die Kernfusion in großem Umfang zur kommerziellen Stromerzeugung. Der sechste Prototyp von Helion, Trenta, hat Temperaturen weit über 9 keV erreicht , was 104 Millionen Grad Celsius entspricht.
Wie erzeugt Helion durch Fusion Strom?
Unser Gerät erzeugt Strom, ohne Wärme zur Dampferzeugung zu nutzen oder kryogene supraleitende Magnete zu benötigen. Unser technischer Ansatz ist entscheidend für die kostengünstige Vermarktung von Fusionsstrom, da er den Effizienzverlust minimiert.
Unser Gerät verwendet FRC-Plasmen mit hohem Beta-Wert, die durch internen elektrischen Strom ein eigenes Magnetfeld erzeugen . Dieses Magnetfeld drückt auf die Spulen, die das Gerät umgeben. Die FRC-Plasmen kollidieren und werden durch Magnete in der Fusionskammer komprimiert. Durch die Kompression des Plasmas wird es heißer und dichter, was Fusionsreaktionen und Änderungen des magnetischen Flusses auslöst.
Die Änderung des magnetischen Flusses erzeugt einen stärkeren magnetischen Fluss in den benachbarten Magneten und erzeugt so Elektrizität in den Spulen. Derselbe Prozess wird durch Faradays Induktionsgesetz erklärt. Auf diese Weise bringt Helion Energy Fusionsenergie auf sauberere Weise in Massen.
Quelle: Helion Energy
