Energi
CFS annoncerer planer om et kommercielt kernefusionskraftværk
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Fusion som mulig fremtidig energikilde
Behovet for stabil, pålidelig og økonomisk overkommelig energi med lave udledninger har skærpet interessen for atomkraft og forskning i fusion.
Det omfatter fission, hvor tunge atomkerner spaltes. Uran og plutonium kan indgå i brændslet, mens thorium i relevante reaktorkoncepter først omdannes til spaltbart materiale. Denne teknologi gør et dramatisk comeback i takt med ønsket om at udfase fossile brændsler og sikre pålidelig strøm til elektrificering af transport, opvarmning og industri.
Teknologien indebærer dog udfordringer, selv for den mere avancerede 4. generation af kernekraftværker. Håndtering af radioaktive materialer, affald, sikkerhed og ressourceforbrug skal fortsat indgå i vurderingen. Lave drivhusgasudledninger betyder ikke, at alle miljøpåvirkninger er væk.
Derfor undersøger forskere også fusion, hvor lette atomkerner smelter sammen. Det er den overordnede proces, der leverer Solens energi, selv om jordbaserede reaktorer typisk anvender andre reaktionsbetingelser.
Kilde: Nature
Deuterium-tritium-fusion producerer helium og energirige neutroner. Deuterium findes i vand, mens tritium skal fremstilles og håndteres som et radioaktivt stof, blandt andet med lithiumholdige kapper. Fusion giver ikke samme selvopretholdende kædereaktion som fission, men der er stadig strålings-, materiale- og anlægsrisici. Det er ikke en kilde til bogstaveligt uendelig energi uden miljøpåvirkning.
Det er vanskeligt at skabe og opretholde de nødvendige forhold. Ved udgangen af 2024 fandtes der endnu ikke et kommercielt fusionskraftværk, der leverede elektricitet til nettet.
Commonwealth Fusion Systems (CFS) forventede i sin meddelelse fra december 2024 at ændre dette i begyndelsen af 2030’erne. Virksomheden annoncerede planer om et kommercielt fusionskraftværk i Virginia.
CFS’ reaktorprojekt
CFS sigtede mod, at ARC-anlægget skulle levere omkring 400 MW elektricitet til elnettet i Virginia, svarende til forbruget i cirka 150.000 hjem efter virksomhedens beregning. Det var et projektmål, ikke opnået produktion.
Planen var ambitiøs i en branche præget af lange udviklingsforløb. ITER’s opdaterede tidsplan fra 2024 placerede deuterium-tritium-drift i 2039. Det er en bestemt forsøgsfase, ikke tidspunktet for et færdigt kommercielt kraftværk; ITER skal ikke levere elektricitet til nettet.
CFS planlagde ARC på et område ejet af Dominion Energy (D ). Målet var drift i begyndelsen af 2030’erne, under forudsætning af teknisk udvikling, tilladelser og finansiering.
”Vores kunders voksende behov for pålidelig, CO₂-fri strøm har gavn af et så varieret udvalg af produktionsmuligheder som muligt, og i den ånd glæder vi os over at hjælpe CFS med deres indsats.”
Edward H. Baine – direktør for Dominion Energy Virginia
Commonwealth Fusion Systems
CFS’ teknologi
CFS udsprang af MIT i 2018 og havde ifølge den daværende omtale rejst omkring 2 milliarder dollar, blandt andet fra italienske Eni. Virksomheden arbejder med et tokamak-design, hvor magnetfelter indeslutter plasma i et ringformet kammer.
Kilde: DOE
(Du kan læse mere om kernefusion og forskellige reaktordesigns i “Kernefusion – en mulig ren energiløsning i horisonten” og superledning i “Fremskridt inden for superledning baner vej for ny teknologi”)
CFS anvender højtemperatur-superledende magneter udviklet sammen med MIT. Magneterne skal indeslutte og styre deuterium-tritium-plasmaet, så fusionsreaktioner kan finde sted.
En flydende kappe skal optage energien som varme og overføre den til et system, der driver en dampturbine og producerer elektricitet. Deuterium kan udvindes af havvand, mens ARC’s lithiumholdige kappe er beregnet til at producere tritium ved neutronbestråling.
I 2021 demonstrerede samarbejdet en stor HTS-magnet med et felt på 20 tesla. Det var en vigtig demonstration af højtemperatur-superledende magneter til fusion. Det betyder ikke, at magnetfeltet var 100–1.000 gange stærkere end alle tidligere magneters.
En anden magnetdemonstration var Central Solenoid Model Coil (CSMC). I 2024 offentliggjorde virksomheden også forskning i et højtemperatur-superledende kabel med høj strømtæthed til magnetanvendelser.
CFS fremhævede det lille brændselsbehov i forhold til den forventede energiproduktion:
”Fordi der kun er brug for små mængder, kan 30 års ARC-brændsel leveres med én lastbil, når et nyt anlæg åbner, uden fremtidige prisrisici og uden forbindelser til globalt udsatte forsyningskæder.” Dette er virksomhedens vurdering; den fjerner ikke usikkerhed om tritiumavl, drift eller forsyningsomkostninger.
Fra forsøgsanlæg til kraftværk
HTS-magneterne skal anvendes i SPARC med det mål at opnå mere fusionsenergi end den energi, der tilføres selve plasmaopvarmningen. Denne plasmaenergigevinst er ikke det samme som nettoelektricitet fra hele anlægget. SPARC er et forsøgsanlæg, ikke et nettilsluttet kraftværk.
Ved udgangen af 2024 var SPARC under opførelse på CFS’ område i Massachusetts og havde endnu ikke produceret sit første plasma.
Kilde: CFS
Hvis SPARC demonstrerer den nødvendige teknologi, er ARC i Virginia planlagt som næste skridt.
Kilde: CFS
SPARC skal afprøve fusionsfysikken, mens ARC skal udvikles som et elektricitetsproducerende anlæg med en kommerciel økonomi. CFS sammenlignede selve anlæggets størrelse med en stor butik, men dette er ikke et færdigt, verificeret krav til hele kraftværksområdet.
Kilde: CFS
Et senere mål er at bygge flere ARC-anlæg for at sænke produktionsomkostningerne og fordele udviklingsudgifterne. Det forudsætter, at de første anlæg fungerer som forventet.
Samarbejdspartnere og finansiering
Ud over relationerne til Dominion og Eni samarbejdede CFS med det britiske atomenergiagentur UKAEA gennem en femårig aftale indgået i 2022.
CFS’ forskning modtog støtte gennem det amerikanske energiministeriums ARPA–E og programmet Fusion Energy Sciences (FES). Sådan støtte er ikke en garanti for kommerciel succes.
MIT-forskere deltager også tæt i samarbejdet. Om forskellen mellem magnetforsøgene forklarede de:
”Hvor TFMC skulle demonstrere et konstant magnetfelt, skulle CSMC demonstrere hurtige ændringer.
Hundredvis af mennesker har bidraget til denne spole, fra de første tegninger til det lange og komplicerede testprogram. Holdets opfindsomhed, udholdenhed og engagement var lige så imponerende som selve spolen.”
Vurdering af CFS
CFS har opnået væsentlige resultater inden for superledende magneter. Stabil magnetisk indeslutning er central for tokamak-reaktorer, men magnetstyrke alene løser ikke alle udfordringer ved fusion.
Magnetudviklingen kan også være relevant uden for fusion. Den fremtidige tekniske og økonomiske værdi afhænger af konkrete anvendelser.
Ved udgangen af 2024 var det fortsat for tidligt at vurdere, om CFS’ tidsplan kunne holde. Fusionsprojekter har ofte mødt problemer med plasmastabilitet, materialer og ydelse, selv efter lovende forsøg.
Det var derfor ikke afgjort, om CFS’ samlede system kunne skabe pålidelig fusionsproduktion og konkurrencedygtig elektricitet.
En udfordring er, om den tritiumproducerende kappe kan levere nok brændsel og tåle bestråling over tid. Derudover skal energien opsamles og omdannes til strøm, mens materialer, vedligeholdelse og levetid håndteres økonomisk.
CFS’ og Dominions planer viser stigende kommerciel interesse. Sammen med AI-baseret forskning i materialer og plasmastyring kan sådanne fremskridt bringe fusion nærmere praktisk brug. Men billig energi inden for 1–2 årtier er et usikkert fremtidsscenarie, ikke et løfte om ubegrænset energi eller øjeblikkelig udbredelse af afsaltning, rumfart og indendørs landbrug.
Fusion‑virksomheder
Ved udgangen af 2024 var de her nævnte specialiserede fusionsselskaber private. Eksempler var Helion, General Fusion (GFUZ ), Commonwealth Fusion, TAE Technologies, ZAP Energy og NEO Fusion.
Der findes en omfattende liste over startups inden for kernefusion på den dedikerede side på Dealroom.
En børsnoteret virksomhed med aktiviteter knyttet til fusion var Lockheed Martin (LMT ). Virksomhedens ventureinvestering i rumfart skal dog skelnes fra dens tidligere interne reaktorprojekt.
LMT Prisdiagram
Det børsnoterede Lockheed Martin Corporation er først og fremmest en stor forsvars- og luftfartsvirksomhed, ikke et rent fusionsselskab.
Lockheed arbejdede fra begyndelsen af 2010’erne på Compact Fusion, et kompakt fusionsreaktorkoncept med en ambitiøs tidsplan. Senere omtale angav, at arbejdet blev stoppet i 2021; dette bør ikke forveksles med et færdigt kraftværk.
Der var begrænset offentlig information om det interne projekt og årsagerne til dets ophør. Derfor kan man ikke udlede en bestemt teknisk årsag alene af, at projektet ikke fortsatte.
Lockheed Martin Ventures investerede samtidig i en anden tilgang, da selskabet i april 2024 investerede i Helicity Space, som udvikler fusionsbaseret rumfremdrift.
Helicity Space arbejder med plasmastråler, magnetisk genforbindelse og magnetisk kompression til rumfremdrift. Det er ikke blot samme reaktordesign som General Fusion, og investeringen dokumenterer ikke, at Lockheeds tidligere interne resultater blev overført til Helicity.
Pulserende fusion kan være interessant til fremdrift, men kræver fortsat omfattende udvikling. En mulig sammenhæng med Lockheeds luftfartsaktiviteter betyder ikke, at teknologien er tæt på et færdigt produkt.
