Ny studie kartlegger den økonomiske levedyktigheten til kjernefysisk fusjon

Fusjonsenergi lover en fremtid med praktisk talt ubegrenset energi, generert med nesten ingen forurensning.

Dette skyldes at, i motsetning til klassisk kjernekraft, kjernefysisk fusjon verken bruker eller produserer tunge radioaktive elementer som uran, plutonium eller thorium. I stedet omdanner den hydrogen eller andre lette elementer til litt tyngre, ikke‑radioaktive elementer for å generere energi.

(Du kan lese mer om hvordan kjernefysisk fusjon fungerer i vår dedikerte rapport om temaet)

Fusjonskraft var tidligere et nesten science‑fiction‑konsept, alltid tilsynelatende 30 år unna i fremtiden. Dette endrer seg raskt, som forklart i den nylig publiserte DOE Fusion Roadmap. Mange kommersielle selskaper er i ferd med å komme nær sin første fusjonsreaktor, spesielt Helion Energy, General Fusion (GFUZ ) , Proxima Fusion, og Commonwealth Fusion Systems.

Imidlertid gir prototyper som ennå ikke har oppnådd positiv energiproduksjon oss svært lite informasjon om den fremtidige lønnsomheten til kjernefysiske fusjonsreaktorer. Ikke bare vil positiv energifangst være nødvendig, men kostnadene for arbeidskraft, R&D og materialer gjennom reaktorens levetid må også tas med i beregningen.

En ny studie av forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT – USA) og Rutherford Energy Ventures (et investerings‑ og konsulentfirma med fokus på kommersialisering av kjernefysisk fusjonsenergi) undersøker nettopp dette spørsmålet. De utviklet en evalueringsmetode uavhengig av kraftverkets absolutte effekt, upartisk med hensyn til detaljene i fusjonsteknologien, og som kan anvendes på ethvert fusjonsinnsamlingskonsept.

De publiserte sine resultater i Journal of Fusion Energy¹, under tittelen «Kriterier for den økonomiske levedyktigheten til fusjonskraftverk».

Ingen fortjeneste uten operasjonell lønnsomhet

Kjernen i fremtidig lønnsomhet for fusjonskraftverk er deres evne til å generere mer elektrisitet enn de forbruker for å starte fusjon. Dette bestemmes av “Lawson criterion”, matematisk upartisk med hensyn til den anvendte fusjonsteknologien.

Ved å etterligne Lawson‑kriteriet utvikler studien sin egen økonomiske ekvivalent, med energigevinst‑ og tapsrater normalisert til kontrolloverflaten, hvor energiettersug er fysisk plassert.

Økonomien bestemmes som balansen mellom perioder med økonomisk gevinst og tap gjennom fusjonskraftverkets levetid. Det antas at kraftverket har to perioder: én for kraftproduksjon og én for komponentutskifting ved kontrolloverflaten.

Dermed, mens Lawson‑kriteriet vurderer om nettoenergi produseres, må studiens økonomiske gevinstfaktor Qecon være over 1 for at kraftverket skal ha en sjanse til å være levedyktig.

«Å nå denne terskelen er nødvendig, men ikke tilstrekkelig for å oppnå reell kommersiell levedyktighet fordi, per definisjon, de fleste, men ikke alle kostnader kan inkluderes i modellen. Imidlertid, uten Qecon>1, er det ingen utsikt til nettoavkastning.»

En annen viktig faktor er den potensielle lønnsomheten til et fusjonsanlegg, inkludert kapitalkostnader, energipris, komponenters holdbarhet, anleggets samlede levetid osv.

Kilde: Journal of Fusion Energy

Få de rette parametrene

Den delen av beregningen som måler pengene generert av anlegget, er relativt enkel.

Den tar nettoenergiproduksjonen, i denne sammenhengen betraktet som gjennomsnittlig elektrisitetsproduksjon i løpet av anleggets levetid. Selv om andre potensielle bruksområder for fusjon, som industriell varme eller drivstoffproduksjon, er mulige, er de ikke hovedbruksområdet eller det største markedet.

Denne nettoenergien konverteres deretter til dollar via en “energipris” i $/MWh. En alternativ beregning kunne inkludere alle produktene solgt av FPP, inkludert energimarkedprodukter (elektrisitet, varme, drivstoff) og ikke‑energimarkedprodukter hvis pris kan knyttes til nettoenergiproduksjonen (transmutasjonsprodukter, desalinerte vann osv.).

Det neste elementet er utnyttelsesfaktoren, som tar hensyn til at overflatekomponenten vil måtte byttes ut regelmessig på grunn av skade fra ekstrem varme og kjernefysiske reaksjoner.

Betydelig skade eller forstyrrelse på atomnivå forventes fra høy‑energi ladede partikler, fotoner eller nøytroner uten ladning, noe som fører til kumulativ degradering. Opphopning av helium, produktet av fusjonsreaksjonen, medfører også utfordringer i faste komponenter.

Degraderingen estimeres som grensen for hvor stor energiflux som kan passere gjennom overflaten.

«Når denne grensen er nådd, er overflaten ikke lenger operativ, fusjonskraftoperasjoner må opphøre, og den må erstattes»

Økonomisk sett er kostnaden for overflaten, men også tiden som kreves for å ta den offline for å erstatte den, de mest innvirkningsfulle faktorene. Andre viktige faktorer vil være kvalifisering utenfor stedet, installasjon og avhendingskostnader.

Det bør bemerkes at i de fleste tilfeller forventes drivstoffet å utgjøre en svært liten del av de totale driftskostnadene, noe som gjør økonomien til fusjonskraftverk lik den til fisjonskraftverk, og radikalt forskjellig fra kraftverk som bruker fossilt brensel.

Ulike fusjonsteknologier

Ulike fusjonsteknologier vil ha ulike driftskostnader og ha forskjellige «forbruksmateriell» utover det nukleære brenselet.

«Laserdrevet inertialfusjon inkluderer et sfærisk mål og dets leveringssystem, mens indirekte drivfusjon vil inkludere målets hohlraum, som forbrukes fullstendig ved hver fusjonshendelse. I pulserende magnetisk fusjon omfatter dette drivstoffmålet og eventuelle elektroder eller ledninger som bevisst forbrukes i en puls eller et begrenset antall pulser.»

Dette betyr at ulike teknologier kan ha radikalt forskjellige økonomier, selv med en lik teknisk suksess i netto energiproduksjon. De vil variere etter råvarekostnader, produksjonsvanskeligheter og -kostnader, installasjonskompleksitet, teknisk kompetanse som kreves av personell, og hastigheten på utskifting av overflaten.

Finansiering og avskrivning

Som andre kraftverk og store infrastrukturprosjekter vil fusjonskraftverk måtte finansieres, og kontantstrømmen må dekke kapitalkostnadene.

Dette innebærer at det vil være en fast kostnad knyttet til å betale avdrag og renter på de lånte midlene til bygging og levering. Endringer i rentenivået kan ha betydelig innvirkning på økonomien til et fusjonskraftverk, og statlige aktører som tilrettelegger finansiering kan ha stor påvirkning på den endelige lønnsomheten.

I tillegg vil det være faste drifts- og vedlikeholdskostnader (O&M) per år knyttet til bemanning av kraftverket, overholdelse av regelverk og rutinemessig vedlikehold utenom utskifting av overflaten.

Det bør bemerkes at visse kategorier av oppstartskostnader (f.eks. regulatorisk byrde, utviklingskostnader) har blitt ekskludert som standard fra dette rammeverket. Dette skyldes at slike oppstartskostnader vanligvis blir relativt mindre viktige etter hvert som en industri modnes, ettersom målet er å vurdere lønnsomheten til kjernefysisk fusjon på lang sikt, ikke for de første kommersielle enhetene. Studien vil derfor være mer relevant for NOAK‑kraftverk (Nth Of A Kind) eller når teknologien produseres i stor skala, enn for de første kommersielle prosjektene/prototypene.

Estimere den reelle lønnsomheten til fusjonskraftverk

Det kan være vanskelig å estimere den faktiske økonomien til fusjonskraftverk når teknologien fortsatt er i et eksperimentelt stadium. Men sammenligninger kan være opplysende.

For eksempel brukte forskerne sin matematiske formel med noen få antakelser:

• En utskiftningstid på 0,1 år (ca. 5 uker) ble tatt fra den typiske påfyllingstiden til et fisjonskraftverk.
• En forventet levetid på flere tiår for kraftverket, og en finansieringshorisont på 15 til 30 år.
• En gjennomsnittlig inflasjonsjustert amerikansk detaljhandelspris på elektrisitet fra det siste tiåret på 160 $/MWh.
• En reell rente på 2 % er estimert basert på USAs føderale reservenes inflasjonsmål.

Med antagelsen om at fusjonskrafttettheten generelt anses høy nok for økonomisk levedyktighet (2–5 MW/m²), gir dette et interessant resultat: Nullpunktet oppnås når «Cnet» krysser null, eller for en fusjonskrafttetthet på 1,9 MW/m².

Kilde: Journal of Fusion Energy

Det bør bemerkes at denne terskelen er bemerkelsesverdig konsistent. En tilsvarende verdi på 2 MW/m² viser seg å være nivået som kreves for lønnsomhet når andre parametere som energikonverteringseffektivitet eller overflates kostnad endres.

Kilde: Journal of Fusion Energy

Denne lønnsomheten stiger deretter raskt, før den flater ut ved svært høy energitetthet, ettersom på dette tidspunktet er uttrekk av kraft den begrensende faktoren, ikke produksjonen. Dermed vil et fusjonskraftverk ha maksimal økonomisk lønnsomhet, selv med «ubegrenset» energiproduksjon.

«Dette bekrefter kraften i å bruke en «top‑down» økonomisk modell som utviklet her; selv om den nødvendigvis må gjøre forenklinger, ser det ut til at den har fanget den kvantitative designbegrensningen for fusjonskrafttetthet med hensyn til å gjøre fusjon økonomisk levedyktig.»

Designe fusjonsreaktor for penger

I svært lang tid, flere tiår, har fusjonsreaktorer vært en vitenskapelig og ingeniørmessig utfordring. Dette betyr at økonomien til den endelige reaktoren ofte ikke har vært prioritet i FoU. Etter hvert som vi nærmer oss kommersiell bruk, vil dette endre seg.

Dessverre har både industrien og det fusjonssvitenskapelige fellesskapet i stor grad unngått spørsmålet så langt.

«Ettersom fusjonsprosjekter i økende grad nærmer seg de som en FPP, er det beklagelig at det er en «selv‑obfuskerende» holdning til kostnadseffektivitet. Det ville vært uakseptabelt om det var faktorer på 2‑3 som rapporterer usikkerhet i fusjonsvitenskapelige resultater, så det er uklart hvorfor slik unøyaktighet har blitt akseptert for kostnadsberegning.»

En kategori av faktorer som kapitalkostnad, energimarkeder og i noen grad også byggekostnader vil ha betydning i praksis, men ligger utenfor reaktordesignernes kontroll, og er derfor mindre relevante fra et design‑ og teknologivalg‑perspektiv.

I kontrast er fusjonskrafttetthet, netto konverteringseffektivitet og overflate‑størrelse og holdbarhet ingeniørspørsmål som kan forbedres.

Et annet element å ta i betraktning er at ekstremt høy ytelse på ett område vil være vanskelig å oppnå, og kan tvinge frem unødvendige kompromisser. Så en kombinasjon av «god nok» resultater i flere ingeniørløsninger vil sannsynligvis gi bedre resultater, en idé som kan visualiseres.

«Visuell gjennomgang av kurvene indikerer at det finnes områder av isoquantene hvor økt teknisk risiko blir uberettiget fordi de økonomiske avkastningene flater ut.»

Kilde: Journal of Fusion Energy

Hva gjør en fusjonsreaktor lønnsom?

Analysen viser noen parametere som sannsynligvis er nødvendige for økonomisk lønnsomhet:

• En utskiftningstid for overflateskade fra stråling på mindre enn 1/4^thav et år, med maksimalt 5 uker som et bedre alternativ.
• Utskiftningskostnader for overflaten under 0,3 millioner dollar/m².
• Kredittforbedringer som statlige lånegarantier, investeringsskattefradrag eller kontrakter‑for‑forskjell vil effektivt forbedre økonomisk levedyktighet uten å endre ingeniørparametere.
• Pålitelighet, spesielt lite eller ingen uplanlagt feil, kan generere ekstra avkastning ved å tilby strømnett en regulerbar leveranse. Derfor vil en regulerbar fusjonsreaktor som kan planlegge nedetid i perioder med lave priser være mer lønnsom.
• Sluttfasen av kraftverk kan inkludere kostnader som demontering og avfallshåndtering, men også inntekter fra gjenvinningsverdien av gjenbrukbare komponenter: HTS‑magneter, turbiner, vakuumsystemer, kraft‑elektronikk osv.

En siste innsikt fra denne studien er at siden ulike ingeniørparametere påvirker lønnsomheten på forskjellige måter, kan ulike fusjonsdesign passe bedre til ulike økonomiske miljøer. For eksempel kan høy kapitalkostnad favorisere reaktorer som er billige å produsere, men dyrere i drift, eller et overskudd av fornybar energi kan gi en premie til reaktorer som er enkle å starte og stoppe med planlagt vedlikehold og høy pålitelighet.

Investering i kjernefysisk fusjon

General Fusion Group Ltd

Mens den generelle betraktningen om lønnsomhet snart kan bli the hovedspørsmålet for fusjonsindustrien, er oppnåelse av netto energiproduksjon med en kommersiell modell fortsatt prioriteten.

Investorer kan nå få tilgang til kjernefysisk fusjonsselskaper på det offentlige markedet etter SPAC‑sammenslåingen av General Fusion i juli 2026.

Selskapet har som mål å validere kommersielle systemer og komponenter innen slutten av 2020‑årene, og begynne å selge kommersielle anlegg i midten av 2030‑årene.

Kilde: General Fusion

Den teknologiske og designmessige valget av magnetisert mål‑fusjon fra General Fusion bør i teorien gi en fordel, da det gir et godt kompromiss i de tekniske kravene for å opprettholde fusjonsforhold: både moderat energibevarings‑tid og plasmadensitet.

For begge disse målene har de viktigste konkurrerende teknologiene (inertial inneslutning og magnetisk inneslutning) én som går mot det ekstreme, noe som gjør det mer utfordrende å oppnå pålitelig og billig.

Kilde: General Fusion

Dette gjør at General Fusion kan unngå superledende magneter og høy‑effekt‑lasere, samt bruke eksisterende materialer for holdbare maskiner og kostnadseffektiv energiproduksjon. Dette fokuset på eksisterende komponenter og kostnadseffektivitet kan på lang sikt bli viktigere enn rene tekniske parametere som netto energiproduksjon.

Måten det fungerer på er å danne et hulrom inne i fusjonskammeret. Deretter injiseres magnetisert plasma i hulrommet og komprimeres med flytende metall.

Trykket og varmen som genereres tenner fusjon, som produserer mer varme som kan gjenvinnes for å generere energi. Den samme prosessen gjentas flere ganger per sekund, ikke ulikt stemplene i en forbrenningsmotor, bortsett fra at drivstoffet er hydrogen og forbrenningsprosessen erstattes av kjernefysisk fusjon.

Kilde: General Fusion

Med kun 133 ansatte er General Fusion fortsatt i stor grad en FoU‑ og teknologifokusert oppstartsbedrift, med over 200 000 plasma‑eksperimenter utført og 210 patenter.

Dette er en profil investorer bør huske på når de vurderer selskapets aksje, med stor vekst fra en fortsatt beskjeden verdsettelse, men også mange ting som potensielt kan gå galt før midten av 2030‑årene.

Et investering i selskapet kan senere suppleres med investeringer i annen fusjonsteknologi, når selskaper som TAE Technologies gjennomfører sin børsnotering (TAE sikter mot slutten av 2026), samt investering i andre energiteknologier.

(Du kan lese mer om kjernefysisk fusjon i vår dedikerte rapport om denne teknologien, og om General Fusion sin børsnotering i artikkelen som dekker dette selskapet spesielt)

Siste nyheter og utviklinger for General Fusion (GFUZ) aksje

Referert studie

^{1. D. G. Whyte et al., Kriterier for den økonomiske levedyktigheten til fusjonskraftverk. Journal of Fusion Energy. 10. juli 2026. Volum 45, artikkel nummer 49. https://doi.org/10.1007/s10894-026-00577-9}