La svolta di Proxima Fusion avvicina la fusione nucleare commerciale

La decarbonizzazione del settore energetico è fondamentale per affrontare la sfida del cambiamento climatico. La necessità di fonti di energia senza carbonio si intensifica ulteriormente a causa dell’ascesa di nuove tecnologie come l’intelligenza artificiale (IA), che consuma molta energia.

Oltre all’elettricità pulita, c’è anche una crescente domanda di energia per la generazione di calore senza carbonio, la desalinizzazione dell’acqua e la cattura diretta del carbonio dall’atmosfera.

Mentre le fonti di energia rinnovabile come solare, eolico e geotermico stanno guadagnando terreno, esiste un’opzione ancora più potente che offre alta affidabilità, alta capacità e costanza, mantenendo un’impronta di carbonio relativamente bassa.

Quella potente fonte di energia senza carbonio sono gli impianti di energia da fusione, che mirano a fornire una frazione significativa della futura domanda mondiale di energia pulita.

L’energia da fusione è la via per accelerare la decarbonizzazione

La fusione è tra le fonti di energia più rispettose dell’ambiente perché non ci sono emissioni atmosferiche nocive. Questo significa che la fusione non contribuisce alle emissioni di gas serra (GHG) e, per estensione, al riscaldamento globale. 

Allo stesso tempo, le stime suggeriscono che il prezzo dell’energia da fusione sarà competitivo anche relativamente presto nello sviluppo tecnologico. Gli studi estrapolano i costi di capacità per i futuri impianti di energia da fusione nella gamma di 1–10$/W, risultando in stime di costo per l’energia da fusione tra 20–100 $/MWh. 

Il processo di fusione unisce due elementi leggeri per formare un nucleo più pesante rilasciando una grande quantità di energia. Le reazioni avvengono in uno stato della materia chiamato plasma, che è un gas caldo e carico composto da ioni positivi ed elettroni liberi con proprietà uniche.

Questo è diverso dalla fissione, in cui un elemento pesante viene diviso in frammenti. Per il combustibile, la fusione utilizza fonti come idrogeno e litio, che sono abbondanti e accessibili.

Ora, un reattore a fusione è un dispositivo che utilizza la fusione nucleare per generare elettricità. L’ITER Tokamak è il più grande e potente reattore a fusione al mondo. 

ITER è un progetto internazionale di ricerca e ingegneria sulla fusione nucleare tra Cina, Unione Europea, India, Giappone, Corea, Russia e Stati Uniti che mira a creare energia attraverso un processo di fusione simile a quello del nostro Sole e delle stelle.

Replicare questa fusione nucleare su scala industriale sulla Terra può fornire energia praticamente illimitata, pulita, sicura ed economica. Pertanto, sono stati compiuti continui sforzi per ricrearla e sfruttare l’energia che produce.

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Presentazione di un’energia da fusione commercialmente realizzabile

Sono passati molti decenni da quando gli scienziati hanno compreso per la prima volta la teoria della fusione nucleare. Da allora, progetti su larga scala hanno lavorato per colmare il divario verso un impianto di energia da fusione utilizzando approcci di confinamento magnetico.

Ciò include il programma STEP spherical tokamak nel Regno Unito, il tokamak SPARC negli Stati Uniti e il CFETR in Cina, oltre al tokamak ITER.

Mentre i tokamak sono stati considerati il percorso più promettente verso un impianto di energia da fusione, affrontano sfide a causa della loro suscettibilità alle interruzioni del plasma. Questo rappresenta una sfida significativa per operazioni commercialmente realizzabili. Di conseguenza, sono in corso ricerche per risolvere questo problema tramite metodi di previsione e mitigazione. Tuttavia, finora non ci sono state dimostrazioni sperimentali che mostrino la fattibilità di un impianto.

Un articolo di ricerca¹ della startup tedesca Proxima Fusion dimostra il primo stellaratore quasi-isodinamico (QI) con basse perdite di particelle veloci. Si ritiene che il design del reattore di energia da fusione offra il percorso più rapido verso una fusione commercialmente realizzabile.

Chiamato Stellaris, è “progettato per operare in modalità continua e essere intrinsecamente stabile”, ha dichiarato il co‑fondatore e CEO di Proxima, Francesco Sciortino. “Nessun altro design di impianto di fusione è stato finora dimostrato capace di ciò.”

Mentre gli stellarator sono simili al tokamak per quanto riguarda le proprietà di confinamento energetico comparabili, il loro design evita le problematiche interruzioni del plasma guidate dalla corrente. Questi stellarator, senza corrente toroidale netta nel plasma, hanno la capacità di funzionare in stato stazionario. Ciò significa che riducono intrinsecamente l’affaticamento termico e meccanico dei componenti e eliminano la necessità di un costoso sistema di alimentazione della corrente del plasma.

Quindi, gli stellarator hanno diversi vantaggi rispetto al tokamak, come una maggiore stabilità e un minor consumo di energia per il funzionamento. L’assenza di un limite di densità simile a quello di Greenwald negli stellarator, nel frattempo, significa che possono operare a densità significativamente più elevate, il che è vantaggioso grazie alla favorevole scala della potenza di fusione con la densità del combustibile.

Ora, lo stellarator QI è particolarmente promettente per le applicazioni di reattori grazie ai suoi intrinsecamente ridotti correnti autoindotte. Tra le opzioni di stellarator investigate, lo stellarator modulare a bassa deformazione QI ha il più alto livello di prontezza tecnologica, che è esplorato nel più grande stellarator del mondo, il Wendelstein 7‑X. È il risultato di oltre 1,3 miliardi di euro di finanziamenti dal governo federale tedesco e dall’Unione Europea.

Il W7‑X è entrato in funzione un decennio fa, ma ha raggiunto le sue specifiche di progetto complete solo un paio di anni fa. Gli esperimenti sul W7‑X hanno ora ottenuto una riduzione del trasporto neoclassico a un livello in cui la turbolenza è il principale motore del trasporto di calore nel plasma.

Ciò significa che gli stellarator ottimizzati possono ora essere progettati per raggiungere livelli di trasporto neoclassico simili a quelli dei tokamak. Di conseguenza, gli stellarator ottimizzati sono fondamentalmente limitati dalle stesse restrizioni fisiche dei tokamak, mantenendo al contempo la cruciale stabilità degli stellarator.

Tuttavia, mentre il Wendelstein 7‑X è sviluppato per la ricerca e si trova presso l’Istituto Max Planck per la Fisica del Plasma (IPP) in Germania, Stellaris potrebbe alimentare la rete un giorno.

“L’IPP è un pioniere dell’ottimizzazione degli stellarator. Negli ultimi anni, siamo stati in grado di progettare stellarator le cui proprietà fisiche sono previste per garantire prestazioni senza precedenti. Questo lascia ancora molte sfide tecnologiche e ingegneristiche, problemi che sono stati coraggiosamente affrontati da Proxima Fusion in collaborazione con l’IPP in questo studio unico nel suo genere,” ha dichiarato il Prof. Dr Per Helander, capo della Divisione di Teoria degli Stellarator presso il Max Planck IPP. “Questo è un lavoro importante e necessario sul percorso verso un impianto di fusione, che speriamo di accelerare attraverso questa collaborazione.”

Il design prenderà forma con il primo dimostratore di Proxima, che si prevede sarà completato in sei anni. Lo stellarator dimostrativo Alpha sarà il primo dispositivo di fusione a mostrare una produzione netta di energia in stato stazionario.

Questo getterà le basi per il primo reattore a fusione da 1 GW dell’azienda, che spera di attivare entro gli anni 2030.

Sfruttare l’IA per affrontare la più grande sfida

Nata dallo Max Planck Institute for Plasma Physics, la Proxima con sede a Monaco ha raccolto 20 milioni di euro di finanziamenti lo scorso estate per costruire la prima generazione di impianti di energia da fusione basati su stellarator QI con superconduttori ad alta temperatura e trasformare la fusione in un’attività realizzabile.

Il round seed, anticipato e sovrasottoscritto, è stato guidato dalla società svizzera di venture capital Redalpine con la partecipazione del DeepTech & Climate Fonds sostenuto dal governo tedesco, del Bayern Kapital sostenuto dal governo bavarese e della Max Planck Foundation.

I suoi investitori esistenti, tra cui Tomorrow Fund, Wilbe, High‑Tech Gründerfonds, UVC Partners e Plural, hanno inoltre raddoppiato i loro investimenti pre‑seed.

Il focus di Proxima Fusion, come abbiamo dettagliato, è sugli stellarator QI, che secondo loro promettono una fonte di energia sicura, senza carbonio e praticamente illimitata. Uno stellarator è un anello di magneti a forma di ciambella. Questi magneti sono posizionati con precisione e possono contenere il plasma.

All’epoca, l’azienda ha osservato che i risultati dell’ottimizzazione degli stellarator hanno sconvolto il campo della fusione nucleare, consentendo di affrontare le sfide con un approccio incentrato sull’ingegneria e la simulazione e che sfrutta il calcolo avanzato.

I progressi nella potenza computazionale sono ciò che permette a Proxima Fusion di affrontare la più grande sfida con gli stellarator — la complessità della loro progettazione e costruzione. È stata proprio questa complessità a far scegliere ai ricercatori il tokamak negli anni ’60.

Tuttavia, i supercomputer IA stanno ora aiutando il team di Proxima, che include ingegneri di Google, SpaceX (SPCX ), Tesla (TSLA ), MIT e McLaren Formula‑1, a costruire il design del loro reattore a fusione.

L’IA consente all’azienda di iterare rapidamente i migliori design di reattori a fusione basati su parametri chiave come costo, efficienza e disponibilità dei materiali. Questo elimina la necessità di costruire più prototipi, permettendo a Proxima di iniziare subito a costruire un dimostratore funzionante. Secondo Sciortino:

“La comprensione della geometria complessa e delle sue conseguenze è tutto negli stellarator. L’IA sta aiutando Proxima a scoprire schemi che portano a design più semplici, più rapidi e più economici.”

Stellaris, qui, è progettato per generare più potenza per unità di volume rispetto a qualsiasi altro stellarator. Per questo, vengono utilizzati magneti superconduttori ad alta temperatura (HTS) per creare campi magnetici più forti. Questo non solo consente una riduzione delle dimensioni, ma permette anche reattori più efficienti, economici e più rapidi da costruire. 

L’azienda utilizza inoltre solo materiali esistenti, il che significa che i reattori possono essere costruiti con le catene di approvvigionamento disponibili.

“Per la prima volta, dimostriamo che gli impianti di energia da fusione basati su stellarator QI‑HTS sono possibili. Il design Stellaris copre una gamma senza precedenti di analisi fisiche e ingegneristiche in un unico design coerente. Per rendere l’energia da fusione una realtà, ora dobbiamo procedere a un design ingegneristico completo e continuare a sviluppare le tecnologie abilitanti.”

– Dr. Jorrit Lion, co‑fondatore e capo scienziato di Proxima Fusion

Con tutti questi risultati, Ian Hogarth, partner di Plural, ha affermato che Proxima ha dimostrato ciò che si era prefissata di fare con il posizionamento di Stellaris:

“Stellarator QI‑HTS come tecnologia leader nella corsa globale verso la fusione commerciale.”

L’azienda sta pianificando il suo magnete dimostrativo Stellarator Model Coil (SMC) nel 2027, che testerà e convaliderà la tecnologia alla base delle bobine utilizzate nel reattore, dimostrando la fattibilità dell’uso di materiali HTS in un sistema di bobine magnetiche così complesso. Questo eliminerà completamente i rischi della tecnologia HTS prima di costruire un dispositivo stellarator su scala reale come “Alpha”, che si prevede raggiungerà una produzione netta di energia da fusione.

“Dato l’aumento della domanda energetica globale e la crescente necessità di sicurezza energetica europea, sbloccare energia illimitata e pulita attraverso la fusione non è mai stato così urgente, e Proxima è impegnata a guidare l’Europa verso un futuro alimentato dalla fusione.”

– Sciortino

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Grande spinta nucleare tra le grandi aziende tecnologiche

Curiosamente, non solo piccole aziende private ma anche grandi organizzazioni pubbliche stanno facendo progressi nel settore. Sebbene investano in impianti di energia da fusione, il loro focus è principalmente sui piccoli reattori modulari (SMR), che non sono impianti di fusione ma un tipo di reattore nucleare a fissione. Questi SMR non solo sono rapidi da mettere in funzione poiché la costruzione richiede meno tempo, ma sono anche più efficienti rispetto ai grandi reattori nucleari guidati dalla frenesia dell’IA.

Essendo considerati un importante motore di crescita economica per il futuro, sia il settore privato che i governi hanno investito miliardi di dollari nella ricerca di impianti di energia da fusione, poiché sono ancora nella fase di esplorazione e non sono ancora diventati pubblici.

La fusione nucleare è stata oggetto di ricerca per circa 75 anni e, nonostante ciò, non ha generato energia netta in modo significativo. Secondo il rapporto Big Ideas for 2025 di Ark Invest di Cathie Wood, mentre le aziende private di fusione promettono progressi nei prossimi anni, “la commercializzazione potrebbe richiedere altri ~15 anni”.

1. Microsoft

Lo scorso settembre, Microsoft (MSFT ) ha stipulato un accordo con Constellation Energy (CEG ) per riaprire l’impianto nucleare di Three Mile Island per aiutare il gigante tecnologico a soddisfare la sua crescente domanda energetica. L’impianto è stato chiuso nel 2019 ma ora riaprirà nel 2028 e sarà operativo almeno fino al 2054.

“La decisione qui è il simbolo più potente della rinascita dell’energia nucleare come fonte di energia pulita e affidabile,” ha detto Joe Dominguez, CEO di Constellation Energy Corp. (CEG), una società con una capitalizzazione di mercato di 75,7 miliardi di dollari le cui azioni attualmente scambiano a $241,65, in rialzo del 7,65 % YTD.

Il più grande produttore di energia senza carbonio negli Stati Uniti, Constellation gestisce una flotta di impianti nucleari. La riapertura di Three Mile Island fornirà oltre 800 MW di potenza, tutti i quali saranno acquistati da Microsoft nell’ambito del contratto di fornitura di energia di 20 anni.

In aggiunta, Microsoft ha un contratto con Helion per acquistare elettricità dal suo primo impianto di energia da fusione una volta che inizierà a generare energia nel 2028.

Con una capitalizzazione di mercato di 2,95 trilioni di dollari, le azioni MSFT attualmente scambiano a $398,60, in calo del 5,81 %. L’azienda paga un rendimento da dividendo dello 0,84 %. Per il Q4 2024, l’azienda ha riportato un fatturato di 69,63 miliardi di dollari, una crescita del 12,3 % su base annua, mentre l’utile per azione (EPS) è stato di $3,23.

Microsoft è leader nella commercializzazione dell’IA, con il suo business di intelligenza artificiale che ha raggiunto 13 miliardi di dollari di fatturato annualizzato quest’anno. Questo è stato possibile grazie alla stretta partnership con OpenAI, creatore di ChatGPT. L’azienda ha inoltre rilasciato assistenti IA con il marchio Copilot lo scorso anno.

2. Google

Google ha stretto una partnership con Kairos Power per fino a sette SMR con una capacità totale di 500 megawatt. Questo aiuterà la startup di sette anni a mettere in funzione il suo primo reattore commerciale entro la fine di questo trimestre e ulteriori reattori entro il 2035. Kairos ha inoltre ottenuto 300 milioni di dollari di finanziamenti dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per il suo progetto Hermes, un impianto dimostrativo di reattori nucleari.

Definendo questo accordo “storico”, Michael Terrell, senior director di energia e clima di Google, ha dichiarato:

“Riteniamo che il nucleare possa svolgere un ruolo importante nell’aiutarci a soddisfare la nostra domanda, e a farlo in modo pulito e continuo.”

Oltre a sostenere la crescita pulita, Terrel crede che l’energia nucleare li aiuterà a “realizzare i progressi dell’IA”. Inoltre, se questi progetti si espanderanno a livello globale, potranno anche aiutare Google a “fornire enormi benefici alle comunità e alle reti elettriche di tutto il mondo”, ha aggiunto.

In aggiunta, Google ha anche investito in TAE Technologies, una società che ha operato in modalità stealth per anni e ha raccolto oltre un miliardo di dollari per sviluppare la fusione nucleare. Google è in partnership con TAE dal 2014.

Con una capitalizzazione di mercato di 2,08 trilioni di dollari, le azioni GOOGL attualmente scambiano a $171,65, in calo del 10,05 %. L’azienda paga un rendimento da dividendo dello 0,47 %. Per il 4Q24, la sua società madre, Alphabet (GOOG ), ha riportato un fatturato di 96,47 miliardi di dollari e un EPS di $2,15.

L’azienda ha riportato un fatturato di 11,96 miliardi di dollari, spinto dal boom dell’IA, sebbene rimanga indietro rispetto a Microsoft e Amazon (AMZN ). Prevede 75 miliardi di dollari di spese in conto capitale quest’anno, guidate dalla costruzione di data center e infrastrutture per l’IA.

Conclusione

L’interesse per l’energia nucleare, sia fusione che fissione, è in forte crescita mentre il mondo cerca una fonte di energia pulita e affidabile per soddisfare la crescente domanda energetica, sostenere le iniziative IA e raggiungere ambiziosi obiettivi di zero emissioni nette di carbonio. 

Per quanto riguarda l’energia da fusione, storicamente i tokamak sono stati utilizzati come dispositivi di confinamento magnetico nei reattori di fusione. Ma mentre mantengono il plasma caldo, gli stellarator stanno ora attirando l’attenzione grazie alla loro capacità di mantenere stabile il plasma. Con l’IA che affronta la più grande sfida degli stellarator — la complessità — potrebbero diventare l’opzione preferita per un futuro impianto di energia da fusione.

Qui, Proxima Fusion sta guidando la carica verso una soluzione commercialmente realizzabile sfruttando il design guidato dall’IA, i superconduttori ad alta temperatura e la tecnologia stellarator. Con il suo primo dimostratore in programma per il completamento in sei anni e piani per un reattore a fusione da 1 GW negli anni 2030, Proxima sta fissando nuovi standard nella corsa per sbloccare una fonte di energia illimitata e senza carbonio.

Man mano che la domanda energetica globale aumenta e l’urgenza di decarbonizzare si intensifica, la fusione sta rapidamente diventando una realtà imminente!

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Riferimento allo studio:

1. Lion, J., Anglès, J.-C., Bonauer, L., et al. (2025). Stellaris: A high-field quasi-isodynamic stellarator for a prototypical fusion power plant. Fusion Engineering and Design, In Press, Corrected Proof, 114868. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2025.114868