Helion Energy: Het aandrijven van de OpenAI- en Microsoft AI-wedloop

Kernfusie zou de langverwachte perfecte energiebron kunnen worden: geen koolstofuitstoot, onbeperkte brandstofvoorraad, geen significante vervuiling, en enorm krachtig.

En in tegenstelling tot klassieke kerncentrales, die kernsplijting (fission) gebruiken, heeft het nul risico’s op een ongecontroleerde kettingreactie of grootschalige radioactieve incidenten zoals Chornobyl of Fukushima.

Kernfusie werkt door op aarde de omstandigheden in de kern van de Zon te recreëren, waarbij waterstof (meestal deuterium, een waterstofisotoop met een extra neutron) wordt blootgesteld aan enorme druk en tientallen tot zelfs honderden miljoenen graden, zodat ze kunnen fuseren tot heliumatomen of andere zwaardere elementen.

Aangezien de kernen van lichte elementen meer energie bevatten dan die van zwaardere, levert dit een hoeveelheid energie per atoom >10x meer dan zelfs de krachtigste kernsplijtingsreacties.

Bron: Nature

Wetenschappers creëren sinds eind jaren 50 de voorwaarden voor kernfusie in experimentele reactoren. Echter, door de extreme omstandigheden die nodig zijn, is kernfusie tot nu toe niet commercieel levensvatbaar gebleken.

Een belangrijk probleem is dat voor kernfusie om een goedkope energiebron te zijn, plasma enkele minuten, idealiter uren, moet worden gehandhaafd, zodat de initiële energie die is besteed aan het creëren van deze temperaturen en omstandigheden wordt ‘terugbetaald’ door de voortdurende fusie.

Dus hoewel het creëren van plasma enigszins “gemakkelijk” is, is het behouden van het plasma in een contained en stabiele toestand het moeilijke deel, meestal vereisend enorme magnetische velden geproduceerd door supergeleidende magneten die slechts enkele graden boven het absolute nulpunt worden gekoeld.

(U kunt meer leren over de basisprincipes van kernfusie in ons speciale rapport “Nuclear Fusion – The Ultimate Clean Energy Solution on the Horizon.”).

Desondanks heeft vooruitgang in AI & computing, plasmawetenschappen en geavanceerde materialen nieuwe fusierreactorontwerpen compacter, goedkoper en energiezuiniger gemaakt.

Dus, vanuit academische experimenten, heeft het veld zich het afgelopen decennium snel ontwikkeld, met veel particuliere bedrijven die zich bij de race aansluiten, overtuigd dat kernfusie nu een voldoende volwassen technologie is om commercieel levensvatbaar te worden.

Velen gaan verder dan de meer klassieke tokamak of zelfs stellarator, op zoek naar innovatieve opties om de strijd te vermijden die gepaard gaat met het stabiel houden van ultrahoge temperatuurplasma’s in een donutvormige reactor.

Een van hen is  Helion Energy, waarvan de “Pulsed Magnetic Compression” niet alleen fusie efficiënter kan creëren, maar ook een manier biedt om direct energie uit het plasma af te tappen, in plaats van de gebruikelijke warmte-extractie → stoom → elektriciteit, wat aanzienlijke verliezen veroorzaakt.

Geschiedenis van Helion Energy

Helion Energy werd opgericht in 2013 en kreeg in 2015 een contract van ARPA-E (Advanced Research Projects Agency–Energy), een agentschap binnen het Amerikaanse Department of Energy dat belast is met het ondersteunen van de ontwikkeling van geavanceerde energietechnologieën.

In 2023 kwam Helion in het nieuws toen het een belofte ondertekende om Microsoft tegen 2028 van energie uit kernfusie te voorzien, een zeer krappe deadline die alle waarnemers verbaasde, en bijdroeg aan de realisatie dat de datum voor het bereiken van commerciële levensvatbaarheid van fusietechnologie misschien veel eerder zou komen dan verwacht.

Sindsdien heeft het bedrijf verdere technische bekwaamheid en kernfusieprestaties behaald, waarbij andere AI-bedrijven nu ook zoeken naar energievoorziening door het bedrijf (zie hieronder).

Vanaf januari 2025 wordt Helion gewaardeerd op $5,4 miljard, met enkele belangrijke investeerders waaronder Sam Altman (OpenAI), SoftBank Vision Fund 2, Lightspeed Venture Partners en Peter Thiel’s Mithril Capital.

Technologisch concept van Helion Energy

Nucleaire zuigers

De meeste kernfusieconcepten richten zich op het creëren van langdurige plasma- en fusie-reacties. Hoewel theoretisch productiever, is dit ook een zeer energie-intensief proces, waardoor deze ontwerpen geen netto-energie konden produceren.

In plaats daarvan hanteert Helion Energy een gepulseerde magnetische fusiebenadering genaamd magneto-inertiale fusie (MIF), ontworpen om in korte, hoog-energetische pulsen continu elektriciteit te produceren.

In de meest vereenvoudigde vorm kan de door Helion Energy gebruikte technologie worden beschreven als een hightech zuiger die niet geheel verschilt van de zuigers die in een verbrandingsmotor worden gebruikt. Ook hier leidt de compressie van de brandstof tot ontsteking.

Deze pulsmethode laat de reactor een fusie-reactie creëren in een reeks korte momenten, zonder dat deze gedurende een lange periode moet worden volgehouden.

De werkwijze is dat hoogspanningsmagneten een gas van lichte elementen omvormen tot een plasmaring.

Twee dergelijke ringen worden gecreëerd, elk aan het tegenovergestelde uiteinde van de reactor, 40 voet uit elkaar. Ze worden vervolgens versneld met magnetische velden met verbazingwekkende snelheden van meer dan 1 miljoen mph. De botsing van de plasmaringen is zo krachtig dat het voldoende is om de kernen van de atomen te laten samensmelten, ondanks dat beide positief geladen zijn.

Bron: Helion Energy

De botsende plasma’s worden vervolgens verder samengedrukt in een plotselinge puls door een ander krachtig magnetisch veld. Dit creëert omstandigheden met een temperatuur boven 100 miljoen graden Celsius (180.000.000 °F), een niveau dat als vereist wordt beschouwd voor elke commercieel levensvatbare fusie-reactie.

Kortom, Helion Energy probeert de voorwaarden voor fusie te creëren, niet door sterren (warmte en druk) te imiteren, maar door kinetische energie en botsing te gebruiken, op een manier die meer lijkt op een deeltjesversneller dan op een klassieke fusierreactor, met de toevoeging van compressie door een korte magnetische puls die pogingen tot langdurige stabiele compressie vervangt.

Directe elektriciteitsopname

Met uitzondering van fotovoltaïsche systemen gebruiken bijna alle elektriciteitsopwekkende technologieën het verwarmen van water tot stoom om een turbine aan te drijven als manier om warmte of mechanische energie om te zetten in bruikbare stroom. Dit is een beproefde methode, maar het verliest ook een aanzienlijk deel van de initiële energie.

Voor de meeste fusierreactoren blijft het concept hetzelfde, en de warmte van het plasma en de voortdurende fusie zouden worden geleid naar een koelsysteem, waarbij de energie wordt opgevangen met een turbine.

Helion Energy is van plan een radicaal andere methode te gebruiken, waarbij wordt benut dat de fusie-reactie de magnetische velden van de reactor naar buiten duwt. Volgens de wet van Faraday induceert deze beweging een elektrische stroom direct in de spoelen die de machine omringen.

Deze elektrische stroom kan direct worden benut en gebruikt zonder verdere apparatuur of energieconversie. Dit kan een veel efficiëntere methode zijn om de opgewekte energie te benutten, waardoor de economie van de operatie sterk verbetert.

Bovendien vermindert dit de complexiteit van de reactor en de algehele omvang: geen enorme koeltoren, geen waterinname nodig, geen complexe leidingen, geen stoomturbine, geen superkritische stoom die containment vereist, enz.

Dit zou ertoe leiden dat het 50MW prototype van Helion Energy, beloofd aan Microsoft, past in een groot industrieel gebouw, met een vloeroppervlakte van maximaal 30.000 tot 100.000 vierkante voet, ongeveer gelijk aan een voetbalveld.

Ten slotte is er geen extra apparatuur nodig om de opgewekte energie op te vangen, wat de kosten van het energiecentrale verlaagt, vergunningsprocedures vergemakkelijkt en de risico’s in de toeleveringsketen vermindert.

Recente prestaties van Helion

Verbeteren van reactoren

Helion testte zijn concept met Trenta, zijn 6e fusieprototype, aangedreven door deuterium-helium-3-reacties, maar ook werkend met deuterium-deuterium-reacties. De reactor voerde meer dan 10.000 pulsen uit, bereikte 100 miljoen graden, en bewees het concept in kleine schaal.

Dit werd gevolgd door de veel grotere en ambitieuzere Polaris-reactor, gebouwd in slechts 3 jaar.

“Onze filosofie is altijd geweest om te bouwen, testen, itereren en zo snel mogelijk te herhalen. En dat is precies wat we nu doen.” – David Kirtley, medeoprichter en CEO van Helion

Deze 19-meter (62-voet) reactor kan dezelfde reacties uitvoeren als Trenta, maar ook deuterium-tritiumreacties. Dit maakte van Polaris de eerste privé gefinancierde fusie-energiemachine die opereert met deuterium-tritiumbrandstof.

Dit is een belangrijke wijziging, aangezien Trenta afhankelijk is van Helium-3, een zeer zeldzaam element dat in de toekomst mogelijk in de ruimte kan worden gedolven. Voorlopig is het plan echter nog steeds om uiteindelijk Helium-3 te gebruiken.

De reactie bereikte nieuwe hoogten in temperatuur, met een bereik van 150.000.000 graden Celsius (270.000.000 °F), en Helion zal in toekomstige tests de plasmatemperaturen in Polaris blijven verhogen.

Polaris wordt ook gebruikt om de directe elektriciteitsopnamebenadering te valideren die in Orion zal worden toegepast.

“Het zien van de gegevens uit de Polaris-testcampagne, inclusief recordtemperaturen en winsten uit de brandstofmix in hun systeem, duidt op sterke vooruitgang. Onze mogelijkheid om fusie op het net te krijgen vereist benaderingen die een snelle doorlooptijd in ontwerp en testen mogelijk maken, en deze resultaten weerspiegelen de groeiende capaciteit van het Amerikaanse fusie-ecosysteem.” – Jean Paul Allain, Associate Director for Fusion Energy Sciences, Department of Energy’s Office of Science.

Parallel hieraan begon Helion in juli 2025 met de bouw op de locatie van Orion, zijn eerste commerciële machine, in Malaga, Washington, die elektriciteit uit fusie aan het net zal leveren voor Microsoft.

Vooruitgang in vergunningverlening werd gemeld in oktober 2025, en de staat Washington keurde House Bill 1018 goed, die fusie classificeert als een schone energiebron en juridisch onderscheidt van traditionele kernsplijting, waardoor het regelgevingspad veel eenvoudiger wordt.

“De staat Washington is het wereldleider hub voor fusie-energie, die op een dag enorme hoeveelheden van het type stroom kan leveren dat we nodig hebben om elektriciteitsprijzen laag te houden en de economische concurrentiekracht van Amerika te vergroten,” – Washington state congressional leader Sen. Maria Cantwell

Productie in eigen huis

Het bouwen van Polaris was ook een oefening in het opschalen van productie in eigen huis, waarbij Helion Energy zelf de benodigde kwartsbuizen en hoogspanningscondensatoren vervaardigt. Voor de bouw van Orion zullen 2.500 condensatoren nodig zijn, waarbij zowel arbeiders als robotica worden ingezet voor het productieproces.

Dit is cruciaal omdat Helion van plan is zijn commercieel levensvatbare ontwerp in massa te produceren, niet geheel verschillend van hoe de productie van SMR-kernsplijtingscentrales wordt gepland.

“Als je snel wilt opschalen, en als je een intelligent productieproces wilt kunnen bouwen, moet je ingenieurs hebben die een zeer goed begrip hebben van hoe het werkt. En je moet ontwerpingenieurs hebben die een zeer goed begrip hebben van wat moeilijk is aan productie.” – Sofia Gizzi, directeur productie bij Helion

Eind 2025 tekende het bedrijf een huurovereenkomst nabij zijn hoofdkantoor in Everett voor een ruimte van 166.000 vierkante voet, genaamd Omega, waar het bedrijf een assemblagelijn zal installeren om duizenden condensatoren te bouwen, waardoor Helion zich positioneert als een strikt op energieopwekking gericht bedrijf, niet als een onderzoeks- en IP-gedreven project.

“Helion is een productiebedrijf. Het is geen R&D-bedrijf. Het is geen wetenschappelijk experiment. Het is zeer veel een productiebedrijf.” – Sofia Gizzi, directeur productie bij Helion

Voor Helion Energy is de productiecapaciteit een weddenschap op toekomstig succes in het bouwen en winstgevend maken van Orion, en vervolgens direct opschalen naar fusie-energiecentrales met massaproductie. Dit is misschien het meest bijzondere aspect van het bedrijf, waardoor het zich onderscheidt als uniek ambitieus en optimistisch over zijn tijdlijn, zelfs vergeleken met andere agressieve fusiebedrijven.

“Deze hoge volume lijnen zijn niet voor onze Orion-machine, maar voor de volgende machine. Een fabriek die opereert op 50% van zijn ontwerpcapaciteit of minder kan Orion produceren, geen probleem. Maar we kijken echt verder dan dat tot 2030.” – Sofia Gizzi, directeur productie bij Helion

Helion Energy’s deals

Zoals eerder vermeld, was Microsoft (MSFT ) vroeg in het wedden op Helion, en verzekerde zijn eerste 50MW prototype, Orion, voor zijn faciliteiten in de staat Washington, met de bouw al gaande. Het energiecentrale zal zich verbinden “net stroomopwaarts van de Microsoft datacenters”.

Een andere grote partner die hongerig is naar energie, is in onderhandeling met Helion Energy: OpenAI. De onderhandeling zou OpenAI tot 5 gigawatt energie kunnen leveren tegen 2030, of 100 keer groter dan de initiële deal met Microsoft. Dit is bijna evenveel stroomcapaciteit als de grootste waterkrachtcentrale van Washington en de VS, de Grand Coulee Dam.

Dit kan overdreven ambitieus lijken, maar dat deed de deal van 2023 met Microsoft ook. En aangezien Sam Altman rechtstreeks aandeelhouder is in Helion Energy, kent hij waarschijnlijk veel over de daadwerkelijke capaciteit van het bedrijf om te leveren of niet.

“Sam heeft een integrale rol gespeeld in de ontwikkeling van Helion, ons geholpen te focussen op het belangrijkste: fusie inzetten voor klanten zo snel mogelijk om volledig te voldoen aan de wereldwijde behoefte aan schone en overvloedige energie. We kijken ernaar uit om met hem samen te blijven werken in deze nieuwe capaciteit.” – David Kirtley – Helion CEO

Kan Helion Energy fusie laten werken?

Helion voert fusie uit op zijn eigen unieke manier, en dit brengt zowel de kans met zich mee dat het sneller kan werken dan verwacht, als serieuze risico’s.

Naast zijn unieke fusiemethode is directe energieopwekking een vrij gedurfde stap die de opbrengst van toekomstige energiecentrales met 2-3 keer kan verhogen, aangezien de omzetting van warmte naar stoom naar stroom doorgaans een zeer lage efficiëntie heeft.

Dit maakt de reactor ook veel minder kapitaalintensief, een potentieel cruciaal punt voor het snel opschalen van de productie van het bedrijf naar 5 GW in de onderhandelingen met OpenAI en nog grotere capaciteit na 2030.

Naast concurrerende kapitaalkosten wordt verwacht dat Helion’s fusie-energiecentrale vrijwel geen brandstofkosten heeft, lage operationele kosten, hoge beschikbaarheid, en in staat is om op aanvraag en snel variabele hoeveelheden stroom te leveren, iets wat hernieuwbare energiebronnen niet kunnen en zelfs kernsplijting moeite heeft te bereiken.

Echter, enkele uitdagingen liggen nog in de toekomst:

• Het produceren van 50 MW zal meerdere pulsen per seconde vereisen, wat mechanische en thermische stress op componenten kan ophopen, vooral bij jaren of decennia van continue operaties.
• Het behouden van de vorm van de plasmaringen is berucht moeilijk, en op schaal uitvoeren kan nog uitdagender zijn.
• Helium-3 is zeer zeldzaam in de natuur, dus Helion plant om helium te “kweken” door deuterium (D-D fusie) in hun eigen reactoren te fuseren en het resulterende tritium te laten vervallen tot helium. Deze methode moet nog op schaal worden aangetoond.
• Reactoren kunnen na verloop van tijd schade oplopen door straling, wat de economie van hun werking kan beïnvloeden.
• Het regelgevingskader voor kernfusie bestaat nog niet en hangt af van de berucht trage en voorzichtige Nuclear Regulatory Commission (NRC), en kan langzamer worden afgerond dan Helion’s geplande opschaling van productie.

Met een zeer krappe deadline voor de lancering van Orion zal al snel duidelijk worden of deze problemen succesvol kunnen worden aangepakt.

Investeren in het succes van Helion Energy

Microsoft

Naarmate de AI-wedloop verscherpte, werd duidelijk dat de menselijke middelen van GPU’s misschien niet de meest kritieke bron zijn. In plaats daarvan kan de energievoorziening het grootste en moeilijkst op te lossen knelpunt zijn bij het inzetten en exploiteren van steeds grotere en talrijkere AI-datacenters.

Daarom was Microsoft vroeg met het herstarten van splijtingsenergiecentrales voor exclusief gebruik door haar datacenters. En waarom tekende het een deal met Helion toen niemand geloofde in de door het bedrijf beloofde tijdlijn?

“Hoewel het pad naar commerciële fusie nog in ontwikkeling is, zijn we er trots op Helion’s baanbrekende werk hier in Washington staat te ondersteunen als onderdeel van onze bredere inzet om te investeren in duurzame energie.” – Melanie Nakagawa – Chief Sustainability Officer van Microsoft

Dit zou een doorslaggevend voordeel kunnen opleveren voor Microsoft ten opzichte van andere hyperscalers die beperkt worden door energietekorten.

Natuurlijk geldt hetzelfde voor OpenAI, maar aangezien zowel Helion als OpenAI nog privé genoteerd zijn, is Microsoft de belangrijkste manier om blootstelling te krijgen aan deze opkomende energierevolutie.

Naast een potentieel door fusie aangedreven AI-datacenter, zet Microsoft ook in op traditionele kernenergie, SMR’s en andere technologieën om een duidelijk voordeel te behalen in AI, naast software- en modelontwikkeling.

Het bedrijf is ook een leider in quantum computing, cloud computing, videogames, en een belangrijke aanbieder van B2B digitale diensten. U kunt details over deze segmenten van Microsoft lezen in ons investeringsrapport gewijd aan het bedrijf.

Laatste Microsoft (MSFT) aandelennieuws en ontwikkelingen