Helion Energy: Antrieb des OpenAI- & Microsoft‑KI‑Rennens

Kernfusion könnte die lang erwartete perfekte Energiequelle werden: keine CO₂-Emissionen, unbegrenzte Brennstoffversorgung, keine nennenswerte Verschmutzung und enorm leistungsstark.

Und im Gegensatz zu klassischen Kernkraftwerken, die Kernspaltung nutzen, birgt sie keinerlei Risiko einer unkontrollierten Kettenreaktion oder großflächiger radioaktiver Unfälle wie Tschernobyl oder Fukushima.

Kernfusion funktioniert, indem auf der Erde die Bedingungen im Kern der Sonne nachgebildet werden, wobei Wasserstoff (meist Deuterium, ein Wasserstoffisotop mit einem zusätzlichen Neutron) extremem Druck und Temperaturen von Zehntausenden bis sogar Hunderten Millionen Grad ausgesetzt wird, sodass er zu Heliumatomen oder anderen schwereren Elementen verschmilzt.

Da die Kerne leichter Elemente mehr Energie enthalten als schwerere, wird dabei pro Atom eine Energiemenge freigesetzt, die >10‑mal stärker ist als selbst die leistungsstärksten Kernspaltungsreaktionen.

Quelle: Nature

Wissenschaftler schaffen seit den späten 1950er‑Jahren in experimentellen Reaktoren die Bedingungen für Kernfusion. Aufgrund der extremen Voraussetzungen, die dafür nötig sind, ist die Kernfusion bislang jedoch nicht kommerziell nutzbar.

Ein zentrales Problem ist, dass das Plasma für mehrere Minuten, idealerweise Stunden, gehalten werden muss, damit die anfänglich für die Erzeugung dieser Temperaturen und Bedingungen aufgewendete Energie durch die anhaltende Fusion „zurückgezahlt“ wird.

Während die Erzeugung des Plasmas relativ „einfach“ ist, ist das Einschließen und Stabilisieren des Plasmas der schwierige Teil, der in der Regel massive Magnetfelder erfordert, die von supraleitenden Magneten erzeugt werden, die nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt sind.

(Sie können mehr über die Grundlagen der Kernfusion in unserem speziellen Bericht „Nuclear Fusion – The Ultimate Clean Energy Solution on the Horizon“ erfahren.)

Dennoch hat der Fortschritt in KI & Computing, Plasmaswissenschaften und fortschrittlichen Materialien neue Fusionsreaktor-Designs kompakter, günstiger und energieeffizienter gemacht.

Aus akademischen Experimenten hat sich das Feld im letzten Jahrzehnt rasant entwickelt, wobei viele private Unternehmen in das Rennen eingestiegen sind, überzeugt davon, dass die Kernfusion nun eine ausreichend ausgereifte Technologie ist, um kommerziell nutzbar zu werden.

Viele gehen über den klassischen Tokamak oder sogar Stellarator hinaus und suchen nach innovativen Optionen, um die Schwierigkeiten zu umgehen, ultra‑hochtemperaturiges Plasma in einem donut‑förmigen Reaktor stabil zu halten.

Eines davon ist  Helion Energy, dessen „Pulsed Magnetic Compression“ nicht nur die Fusion effizienter erzeugen könnte, sondern auch eine Möglichkeit bietet, Energie direkt aus dem Plasma abzuziehen, anstatt den üblichen Weg über Wärmeextraktion → Dampf → Strom, der erhebliche Verluste verursacht.

Helion Energy Geschichte

Helion Energy wurde 2013 gegründet und erhielt 2015 einen Auftrag von ARPA‑E (Advanced Research Projects Agency–Energy), einer Behörde des US-Energieministeriums, die die Entwicklung fortschrittlicher Energietechnologien unterstützt.

Im Jahr 2023 machte Helion Schlagzeilen, als es ein Versprechen unterzeichnete, Microsoft bis 2028 mit Energie aus Kernfusion zu versorgen – ein sehr kurzer Zeitrahmen, der alle Beobachter überraschte und zur Erkenntnis beitrug, dass das Datum für die Erreichung der kommerziellen Reife der Fusionstechnologie möglicherweise viel früher als erwartet liegt.

Seitdem hat das Unternehmen weitere technische Fortschritte und Errungenschaften in der Kernfusion erzielt, wobei andere KI‑Unternehmen nun ebenfalls nach Energie von Helion suchen (siehe unten).

Stand Januar 2025 wird Helion mit 5,4 Milliarden $ bewertet, wobei wichtige Geldgeber Sam Altman (OpenAI), SoftBank Vision Fund 2, Lightspeed Venture Partners und Peter Thiels Mithril Capital sind.

Helion Energy Technologie‑Konzept

Nukleare Kolben

Die meisten Kernfusionskonzepte zielen darauf ab, langlebiges Plasma und Fusionsreaktionen zu erzeugen. Obwohl sie theoretisch produktiver sind, ist dies ein sehr energieintensiver Prozess, sodass diese Designs bislang keine Nettoenergie erzeugen konnten.

Stattdessen verfolgt Helion Energy einen gepulsten magnetischen Fusionsansatz, der Magneto‑Inertial‑Fusion (MIF) genannt wird und darauf ausgelegt ist, in kurzen, hochenergetischen Pulsen kontinuierlich Strom zu erzeugen.

In seiner stark vereinfachten Form kann die von Helion Energy genutzte Technologie als High‑Tech‑Kolben beschrieben werden, der den Kolben eines Verbrennungsmotors nicht völlig unähnlich ist. Auch hier führt die Kompression des Brennstoffs zu seiner Zündung.

Dieser Pulsansatz ermöglicht es dem Reaktor, in einer Reihe kurzer Momente eine Fusionsreaktion zu erzeugen, ohne sie über einen langen Zeitraum aufrechterhalten zu müssen.

So funktioniert es: Hochspannungsmagnete verwandeln ein Gas leichter Elemente in einen Plasmaring.

Zwei solcher Ringe werden erzeugt, jeweils am gegenüberliegenden Ende des Reaktors, 40 Fuß auseinander. Sie werden dann mit Magnetfeldern auf erstaunliche Geschwindigkeiten von über 1 Million Meilen pro Stunde beschleunigt. Der Aufprall der Plasmaringe aufeinander ist so stark, dass er die Atomkerne trotz ihrer positiven Ladung zum Verschmelzen zwingt.

Quelle: Helion Energy

Die kollidierenden Plasmen werden dann durch einen weiteren starken Magnetfeldimpuls weiter komprimiert. Dadurch entstehen Bedingungen mit einer Temperatur von über 100 Millionen Grad Celsius (180 Millionen °F), ein Niveau, das für jede kommerziell nutzbare Fusionsreaktion als erforderlich gilt.

Insgesamt versucht Helion Energy, die Bedingungen für Fusion nicht durch Nachahmung von Sternen (Wärme und Druck) zu schaffen, sondern durch kinetische Energie und Kollision, ähnlich einem Teilchenbeschleuniger statt einem klassischen Fusionsreaktor, wobei die Kompression durch einen kurzen Magnetimpuls die Versuche ersetzt, eine stabile Langzeitkompression zu erzeugen.

Direkte Stromerfassung

Mit Ausnahme der Photovoltaik nutzen fast alle Stromerzeugungstechnologien die Erhitzung von Wasser zu Dampf, um eine Turbine anzutreiben und so Wärme- oder mechanische Energie in nutzbaren Strom umzuwandeln. Dies ist ein bewährtes Verfahren, verliert jedoch einen erheblichen Teil der Anfangsenergie.

Bei den meisten Fusionsreaktoren bleibt das Konzept gleich, und die Wärme des Plasmas sowie die anhaltende Fusion würden zu einem Kühlsystem geleitet, das die Energie mit einer Turbine erfasst.

Helion Energy plant, eine radikal andere Methode zu nutzen, indem es die Tatsache ausnutzt, dass die Fusionsreaktion die Magnetfelder des Reaktors nach außen drückt. Nach dem Faradayschen Gesetz induziert diese Bewegung einen elektrischen Strom direkt in die Spulen, die die Maschine umgeben.

Dieser elektrische Strom kann direkt genutzt werden, ohne weiteres Equipment oder Energieumwandlung. Das kann eine deutlich effizientere Methode sein, die erzeugte Energie zu nutzen, und die Wirtschaftlichkeit des Betriebs stark verbessern.

Zusätzlich reduziert dies die Komplexität des Reaktors und seine Gesamtgröße: kein massiver Kühlturm, kein Wasserbedarf, keine komplexen Rohrleitungen, keine Dampfturbine, kein superkritischer Dampf, der eingeschlossen werden muss, usw.

Dies würde dazu führen, dass Helion Energys 50‑MW‑Prototyp, der Microsoft zugesagt wurde, in ein großes Industriegebäude passt, mit einer Grundfläche von maximal 30.000 bis 100.000 Quadratfuß, etwa der Größe eines Fußballfeldes.

Schließlich ist keine zusätzliche Ausrüstung zur Erfassung der erzeugten Energie erforderlich, was die Kosten des Kraftwerks senkt, Genehmigungen erleichtert und Lieferkettenrisiken reduziert.

Helion Neueste Errungenschaften

Verbesserung der Reaktoren

Helion testete sein Konzept mit Trenta, seinem 6. Fusionsprototyp, der durch Deuterium‑Helium‑3‑Reaktionen, aber auch Deuterium‑Deuterium‑Reaktionen angetrieben wird. Der Reaktor führte über 10.000 Pulse aus, erreichte 100 Millionen Grad und bewies das Konzept insgesamt im kleinen Maßstab.

Es folgte der deutlich größere und ambitioniertere Polaris‑Reaktor, der in nur 3 Jahren gebaut wurde.

„Unsere Philosophie war schon immer, so schnell wie möglich zu bauen, zu testen, zu iterieren und zu wiederholen. Und genau das tun wir gerade jetzt.“ – David Kirtley, Mitbegründer und CEO von Helion

Dieser 19‑Meter‑ (62‑Fuß‑)Reaktor kann dieselben Reaktionen wie Trenta durchführen, aber auch Deuterium‑Tritium‑Reaktionen. Damit wurde Polaris zur ersten privat finanzierten Fusionsenergie‑Maschine, die mit Deuterium‑Tritium‑Brennstoff arbeitet.

Dies ist eine wichtige Veränderung, da Trenta auf Helium‑3 angewiesen ist, ein sehr seltenes Element, das künftig im Weltraum abgebaut werden könnte. Derzeit ist jedoch weiterhin geplant, letztlich Helium‑3 zu verwenden.

Die Reaktion erreichte neue Höchsttemperaturen von 150 000 000 Grad Celsius (270 000 000 °F), und Helion wird in zukünftigen Tests die Plasmatemperaturen in Polaris weiter steigern.

Polaris wird zudem genutzt, um den Ansatz der direkten Stromerfassung zu validieren, der in Orion eingesetzt werden soll.

„Die Daten aus der Polaris‑Testkampagne, einschließlich rekordverdächtiger Temperaturen und Gewinne aus dem Kraftstoffmix in ihrem System, zeigen starken Fortschritt. Unsere Fähigkeit, Fusion ins Netz zu bringen, erfordert Ansätze, die einen schnellen Durchlauf in Design und Test ermöglichen, und diese Ergebnisse spiegeln die wachsende Leistungsfähigkeit des US‑Fusionsökosystems wider.“ – Jean Paul Allain, Associate Director for Fusion Energy Sciences im Office of Science des Department of Energy

Parallel dazu begann Helion im Juli 2025 am Standort von Orion, seiner ersten kommerziellen Maschine, in Malaga, Washington, mit dem Bau, die Fusionselektrizität ins Netz für Microsoft einspeisen wird.

Fortschritte bei der Genehmigung wurden im Oktober 2025 gemeldet, und Washington State verabschiedete das House Bill 1018, das Fusion als saubere Energiequelle klassifiziert und rechtlich von traditioneller Kernspaltung unterscheidet, wodurch der regulatorische Weg deutlich einfacher wird.

„Washington State ist das weltweit führende Zentrum für Fusionsenergie, das eines Tages enorme Mengen an Energie liefern könnte, die wir benötigen, um Strompreise niedrig zu halten und die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit Amerikas zu steigern.“ – Senatorin Maria Cantwell

Eigenfertigung

Der Bau von Polaris war auch ein Test für die Skalierung der Eigenproduktion, wobei Helion Energy selbst die benötigten Quarzrohre und Hochvoltkondensatoren herstellt. Für den Bau von Orion werden 2.500 Kondensatoren benötigt, wobei sowohl Arbeiter als auch Robotik im Produktionsprozess eingesetzt werden.

Dies ist entscheidend, da Helion plant, sein kommerziell nutzbares Design in Massenproduktion zu bringen, ähnlich wie die geplante Produktion von SMR‑Kernspaltungskraftwerken.

„Wenn Sie schnell skalieren wollen und einen intelligenten Fertigungsprozess aufbauen möchten, müssen Sie Ingenieure mit einem tiefen Verständnis dafür haben, wie das Ganze funktioniert. Und Sie benötigen Design‑Ingenieure, die genau verstehen, was die Fertigung schwierig macht.“ – Sofia Gizzi – Helions Produktionsleiterin

Ende 2025 unterschrieb das Unternehmen einen Mietvertrag in der Nähe seines Hauptsitzes in Everett für ein 166.000 Quadratfuß großes Gelände namens Omega, wo eine Montagelinie zur Herstellung von Tausenden von Kondensatoren installiert wird, wodurch Helion zu einem rein auf Stromerzeugung fokussierten Unternehmen wird und nicht mehr ein Forschungs‑ und IP‑getriebenes Projekt.

„Helion ist ein Fertigungsunternehmen. Es ist kein F&E‑Unternehmen. Es ist kein wissenschaftliches Experiment. Es ist eindeutig ein Fertigungsunternehmen.“ – Sofia Gizzi – Helions Produktionsleiterin

Für Helion Energy ist die Fertigungskapazität also eine Wette auf den zukünftigen Erfolg beim Bau und der Rentabilität von Orion und dem anschließenden schnellen Hochfahren von Fusionskraftwerken durch Massenproduktion. Das ist vielleicht das bemerkenswerteste Merkmal des Unternehmens und kennzeichnet es als außergewöhnlich ambitioniert und optimistisch hinsichtlich seines Zeitplans, selbst im Vergleich zu anderen aggressiven Fusionsunternehmen.

„Diese Hochvolumen‑Linien sind nicht für unsere Orion‑Maschine gedacht, sondern für die nächste Maschine. Eine Fabrik, die nur 50 % ihrer Designkapazität nutzt, kann Orion problemlos produzieren. Aber wir blicken bereits über das Jahr 2030 hinaus.“ – Sofia Gizzi – Helions Produktionsleiterin

Helion Energy Geschäftsabschlüsse

Wie bereits erwähnt, setzte Microsoft (MSFT ) früh auf Helion, sicherte sich den ersten 50‑MW‑Prototypen Orion für seine Einrichtungen im Bundesstaat Washington, wobei der Bau bereits im Gange ist. Das Kraftwerk wird „direkt upstream der Microsoft‑Rechenzentren“ angeschlossen.

Ein weiterer großer Partner, der nach Energie sucht, verhandelt mit Helion Energy: OpenAI. Der diskutierte Deal würde OpenAI bis 2030 bis zu 5 Gigawatt Energie bereitstellen – das 100‑fache des ursprünglichen Microsoft‑Deals. Das entspricht fast der Leistungskapazität des größten US‑Wasserkraftwerks, dem Grand‑Coulee‑Damm.

Das mag überambitioniert erscheinen, doch ähnlich war es beim Deal von 2023 mit Microsoft. Und da Sam Altman direkt Aktionär von Helion Energy ist, kennt er wahrscheinlich die tatsächliche Kapazität des Unternehmens, solche Mengen zu liefern.

„Sam hat eine integrale Rolle in der Entwicklung von Helion gespielt und uns geholfen, uns auf das zu konzentrieren, was am wichtigsten ist: Fusion so schnell wie möglich für Kunden bereitzustellen, um den weltweiten Bedarf an sauberer und reichlicher Energie vollständig zu decken. Wir freuen uns darauf, weiterhin mit ihm in dieser neuen Funktion zusammenzuarbeiten.“ – David Kirtley, Helion‑CEO

Kann Helion Energy Fusion zum Funktionieren bringen?

Helion betreibt Fusion auf seine eigene, einzigartige Weise, was sowohl die Chance birgt, dass es schneller funktioniert als erwartet, als auch ernsthafte Risiken mit sich bringt.

Zusätzlich zu seiner einzigartigen Fusionsmethode ist die direkte Stromerzeugung ein mutiger Schritt, der die Ausbeute zukünftiger Kraftwerke um das 2‑ bis 3‑fache steigern könnte, da die herkömmliche Umwandlung von Wärme zu Dampf zu Strom meist sehr ineffizient ist.

Dies macht den Reaktor zudem deutlich weniger kapitalintensiv, ein potenziell entscheidender Punkt für das schnelle Hochfahren der Produktion auf 5 GW im Rahmen der Verhandlungen mit OpenAI und noch höhere Kapazitäten nach 2030.

Zusätzlich zu den wettbewerbsfähigen Kapitalkosten wird erwartet, dass Helions Fusionskraftwerk nahezu keine Brennstoffkosten, niedrige Betriebskosten, hohe Verfügbarkeit hat und on‑demand sowie schnell variable Leistungsmengen liefern kann – etwas, das erneuerbare Energien nicht leisten können und selbst die Kernspaltung nur schwer erreicht.

Allerdings stehen noch einige Herausforderungen bevor:

• Die Erzeugung von 50 MW erfordert mehrere Pulse pro Sekunde, was zu mechanischen und thermischen Belastungen der Komponenten führen kann, insbesondere bei jahrelangem oder jahrzehntelangem Dauerbetrieb.
• Die Form der Plasmaringe stabil zu halten, ist notorisch schwierig, und im großen Maßstab könnte es noch anspruchsvoller sein.
• Helium‑3 ist in der Natur sehr selten, sodass Helion plant, Helium durch Fusion von Deuterium (D‑D‑Fusion) in eigenen Reaktoren zu „züchten“ und das entstehende Tritium zu Helium zerfallen zu lassen. Diese Methode ist bislang noch nicht im großen Maßstab demonstriert.
• Reaktoren könnten im Laufe der Zeit durch Strahlung beschädigt werden, was die Wirtschaftlichkeit ihres Betriebs beeinträchtigen könnte.
• Der regulatorische Rahmen für Kernfusion existiert noch nicht und hängt von der famously slow and cautious Nuclear Regulatory Commission (NRC) ab und könnte langsamer fertiggestellt werden als Helions geplanter Produktions‑Ramp‑up.

Bei einem stark komprimierten Zeitplan für den Start von Orion wird schnell klar werden, ob diese Probleme erfolgreich bewältigt werden können.

Investition in den Erfolg von Helion Energy

Microsoft

Als das KI‑Rennen an Intensität gewann, wurde deutlich, dass die Verfügbarkeit von GPUs nicht die kritischste Ressource ist. Stattdessen könnte die Energieversorgung der größte und schwerste Engpass bei der Bereitstellung und dem Betrieb immer größerer und zahlreicherer KI‑Rechenzentren sein.

Deshalb hat Microsoft früh begonnen, Kernspaltungsanlagen für den exklusiven Einsatz in seinen Rechenzentren wieder in Betrieb zu nehmen. Und warum hat es einen Deal mit Helion unterzeichnet, obwohl niemand den von dem Unternehmen versprochenen Zeitplan glaubte?

„Obwohl der Weg zur kommerziellen Fusion noch im Entstehen ist, sind wir stolz darauf, Helions bahnbrechende Arbeit hier im Bundesstaat Washington zu unterstützen, im Rahmen unseres breiteren Engagements für Investitionen in nachhaltige Energie.“ – Melanie Nakagawa, Chief Sustainability Officer von Microsoft

Dies könnte Microsoft einen klaren Vorteil gegenüber anderen Hyperscalern verschaffen, die durch Energieengpässe eingeschränkt sind.

Natürlich lässt sich das Gleiche über OpenAI sagen, aber da sowohl Helion als auch OpenAI noch privat gelistet sind, ist Microsoft der Hauptweg, um an dieser sich entwickelnden Energierrevolution teilzuhaben.

Abgesehen von einem potenziell fusion‑betriebenen KI‑Rechenzentrum setzt Microsoft auch auf traditionelle Kernenergie, SMRs und andere Technologien, um sich einen klaren Vorteil im KI‑Bereich zu verschaffen, zusätzlich zu Software‑ und Modellentwicklung.

Das Unternehmen ist zudem ein führendes Unternehmen im Bereich Quantencomputing, Cloud‑Computing, Videospiele und ein wichtiger Anbieter von B2B‑Digitaldiensten. Sie können Details zu diesen Segmenten von Microsoft in unserem Investmentbericht, der dem Unternehmen gewidmet ist lesen.

Neueste Microsoft (MSFT) Aktiennachrichten und Entwicklungen