Proxima Fusion sitt gjennombrudd bringer kommersiell kjernefysisk fusjon nærmere

Dekarbonsieringen av energisektoren er kritisk for å takle klimaendringenes utfordring. Behovet for karbonfrie energikilder intensiveres ytterligere på grunn av fremveksten av nye teknologier som kunstig intelligens (AI), som bruker mye energi.

I tillegg til ren elektrisitet er det også økende energibehov for karbonfri varmeproduksjon, vannavsalting og direkte karbonfangst fra atmosfæren.

Selv om fornybare energikilder som sol, vind og geotermisk får økt oppslutning, finnes det et enda kraftigere alternativ som gir høy pålitelighet, høy kapasitet og konsistens, samtidig som det har et relativt lavt karbonavtrykk.

Den kraftige karbonfrie energikilden er fusjonskraftverk, som har som mål å levere en betydelig del av verdens fremtidige etterspørsel etter ren energi.

Fusjonskraft er veien til å akselerere dekarbonisering

Fusjon er blant de mest miljøvennlige energikildene fordi den ikke produserer skadelige atmosfæriske utslipp. Dette betyr at fusjon ikke bidrar til klimagassutslipp (GHG) og dermed global oppvarming. 

Samtidig antyder estimater at prisen på fusjonsenergi vil være konkurransedyktig allerede relativt tidlig i den teknologiske utviklingen. Studier ekstrapolerer kapasitetskostnader for fremtidige fusjonskraftverk i området 1–10$/W, noe som gir kostnadsanslag for fusjonsenergi på mellom 20–100 $/MWh. 

Fusjonsprosessen kombinerer to lette elementer for å danne en tyngre kjerne samtidig som den frigjør enorm energi. Reaksjonene foregår i en tilstand av materie kalt plasma, som er en varm, ladet gass bestående av positive ioner og fritt bevegelige elektroner med unike egenskaper.

Dette er ulikt fisjon, hvor et tungt element splittes i fragmenter. Til drivstoff bruker fusjon kilder som hydrogen og litium, som er rikelige og lett tilgjengelige.

Nå er en fusjonsreaktor en enhet som bruker kjernefysisk fusjon for å generere elektrisitet. ITER Tokamak er verdens største og kraftigste fusjonsreaktor. 

ITER er et internasjonalt forsknings- og ingeniørprosjekt for kjernefysisk fusjon mellom Kina, EU, India, Japan, Korea, Russland og USA, som har som mål å skape energi gjennom en fusjonsprosess lik den i vår sol og stjerner.

Å replikere denne kjernefysiske fusjonen i industriell skala på jorden kan gi praktisk talt ubegrenset ren, sikker og rimelig energi. Derfor har man gjort kontinuerlige innsats for å gjenskape den og utnytte energien fra den.

Klikk her for å lære hva som gjør kjernefysisk fusjon til den ultimate rene energiløsningen.

Introduksjon av kommersielt levedyktig fusjonskraft

Det har gått mange tiår siden forskere først forsto teorien om kjernefysisk fusjon. Siden da har store prosjekter arbeidet med å redusere gapet mot et fusjonskraftverk ved hjelp av magnetisk innestengningsmetoder.

Dette inkluderer STEP-sfæriske tokamak-programmet i Storbritannia, SPARC-tokamak i USA, og CFETR i Kina, samt tokamak ITER.

Selv om tokamaker har blitt sett på som den mest lovende veien til et fusjonskraftverk, møter de utfordringer på grunn av deres sårbarhet for plasmaforstyrrelser. Dette utgjør en betydelig utfordring for kommersielt levedyktig drift. Som et resultat pågår forskning for å løse dette problemet gjennom prediksjon og dempingsmetoder. Imidlertid har det hittil ikke vært noen eksperimentelle demonstrasjoner som viser gjennomførbarheten av et kraftverk.

Et forskningspapir fra det tyske oppstartsselskapet Proxima Fusion demonstrerer den første quasi‑isodynamiske (QI) stellaratoren med lave tap av raske partikler. Fusjonsenergi-reaktorens design antas å tilby den raskeste veien til kommersielt levedyktig fusjonskraft.

Den er kalt Stellaris, og den er «designet for å operere i kontinuerlig modus og være iboende stabil», sa Proximas medgründer og administrerende direktør Francesco Sciortino. «Ingen annen design av fusjonskraftverk har hittil blitt demonstrert å kunne dette.»

Selv om stellaratorer ligner på tokamak når det gjelder sammenlignbare energilåsingsegenskaper, unngår deres design problematiske strømstyrte plasmaforstyrrelser. Disse stellaratorene har ingen netto toroidalkurrent i plasmaet og har evnen til å kjøre i en jevn tilstand. Dette betyr at de iboende reduserer termisk og mekanisk komponenttretthet og eliminerer behovet for et kostbart plasma‑strømdrevingssystem. 

Dermed har stellaratorer flere fordeler i forhold til tokamak, som å være mer stabile og kreve mindre strøm for drift. Fraværet av en Greenwald‑lignende tetthetsgrense i stellaratorer betyr samtidig at de kan operere ved betydelig høyere tettheter, noe som er gunstig på grunn av den gunstige skaleringen av fusjonskraft med drivstofftetthet. 

Nå er QI-stellaratoren spesielt lovende for reaktoranvendelser på grunn av dens iboende reduserte selvinduserte strømmer. Blant de undersøkte stellaratoralternativene har den modulære, lav-skjærings QI-stellaratoren det høyeste teknologiske beredskapsnivået, som utforskes i verdens største stellarator, Wendelstein 7‑X. Den er et resultat av over €1,3 milliarder i finansiering fra den tyske føderale regjeringen og EU.

W7‑X ble satt i drift for et tiår siden, men nådde først sine fulle designspesifikasjoner for noen år siden. W7‑X‑eksperimentene har nå oppnådd en reduksjon av neoklassisk transport til et nivå hvor turbulens er den viktigste drivkraften for varmetransport i plasmaet. 

Dette betyr at optimaliserte stellaratorer nå kan designes for å oppnå neoklassiske transportnivåer lik de i tokamaker. Som et resultat er optimaliserte stellaratorer fundamentalt begrenset av de samme fysiske begrensningene som tokamaker, samtidig som de beholder den avgjørende stabiliteten til stellaratorer.

Imidlertid, selv om Wendelstein 7‑X utvikles for forskning og er lokalisert ved Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) i Tyskland, kan Stellaris en dag forsyne strømnettet.

IPP er en pioner innen stellaratoroptimalisering. I de senere årene har vi kunnet designe stellaratorer hvis fysiske egenskaper er forutsagt å gi enestående ytelse. Dette etterlater fortsatt mange teknologiske og ingeniørmessige utfordringer, problemer som Proxima Fusion modig har taklet i samarbeid med IPP i denne banebrytende studien,” sa Prof. Dr Per Helander, leder for Stellarator Theory Division ved Max Planck IPP. “Dette er viktig og nødvendig arbeid på veien mot et fusjonskraftverk, som vi håper å akselerere gjennom dette samarbeidet.”

Designen vil bli realisert med Proximas første demonstrator, som forventes å bli ferdig om seks år. Demo-stellaratoren Alpha vil bli den aller første fusjonsenheten som viser netto energiproduksjon i en jevn tilstand. 

Dette vil legge grunnlaget for selskapets første 1 GW fusjonsreaktor, som de håper å sette i drift en gang i 2030‑årene.

Utnytte AI for å takle den største utfordringen

Uavhengig fra Max Planck Institute for Plasma Physics, har det München-baserte selskapet Proxima samlet inn €20 millioner i finansiering i fjor sommer for å bygge den første generasjonen av fusjonskraftverk basert på QI-stellaratorer med høytemperatur-superledere og gjøre fusjon til en levedyktig virksomhet.   

Den forhåndsplanlagte og overtegnet seed‑runden ble ledet av det sveitsiske VC‑firmaet Redalpine med deltakelse fra den tyske regjeringsstøttede DeepTech & Climate Fonds, den bayerske regjeringsstøttede Bayern Kapital, og Max Planck‑stiftelsen.

Dens eksisterende investorer, inkludert Tomorrow Fund, Wilbe, High‑Tech Gründerfonds, UVC Partners og Plural, satset også ytterligere på sine pre‑seed‑investeringer.

Proxima Fusions fokus, som vi har detaljert, er QI-stellaratorer, som de sier har løfter om en sikker, karbonfri og i praksis ubegrenset energikilde. En stellarator er en ring av magneter i form av en smultring. Disse magnetene er presist plassert og kan inneholde plasma.

På den tiden bemerket selskapet at resultater fra stellaroptimalisering har forstyrret feltet for kjernefysisk fusjon, og gjort det mulig å takle utfordringene med en tilnærming som fokuserer på ingeniørkunst og simulering og utnytter avansert databehandling.

Fremskritt innen beregningskraft er det som gjør det mulig for Proxima Fusion å takle den største utfordringen med stellaratorer — kompleksiteten i å designe og bygge dem. Det var nettopp denne kompleksiteten som fikk forskere til å velge tokamak på 1960‑tallet.

Imidlertid hjelper AI-superdatamaskiner nå Proxima‑teamet, som inkluderer ingeniører fra Google, SpaceX (SPCX ), Tesla (TSLA ), MIT og McLaren Formula‑1, med å bygge deres fusjonsreaktordesign.

AI gjør det mulig for selskapet å raskt iterere de beste fusjonsreaktordesignene basert på nøkkelparametere som kostnad, effektivitet og materialtilgjengelighet. Dette eliminerer behovet for å bygge flere prototyper, og gjør at Proxima kan begynne å bygge en fungerende demonstrator umiddelbart. Ifølge Sciortino:

«Forståelsen av kompleks geometri og dens konsekvenser er alt i stellaratorer. AI hjelper Proxima med å avdekke mønstre som fører til enklere, raskere og billigere design.» 

Stellaris er her designet for å generere mer kraft per enhetsvolum enn noen annen stellarator. Til dette brukes høytemperatur-superledende (HTS) magneter for å skape sterkere magnetfelt. Dette gjør ikke bare at størrelsen kan reduseres, men muliggjør også mer effektive, kostnadseffektive og raskere å bygge reaktorer. 

Selskapet bruker også kun eksisterende materialer, noe som betyr at reaktorene kan bygges med tilgjengelige forsyningskjeder.

«For første gang viser vi at fusjonskraftverk basert på QI‑HTS stellaratorer er mulige. Stellaris‑designen dekker en enestående bredde av fysikk‑ og ingeniøranalyser i ett sammenhengende design. For å gjøre fusjonsenergi til en realitet, må vi nå gå videre til en fullstendig ingeniørdesign og fortsette å utvikle muliggjørende teknologier.»

– Dr. Jorrit Lion, medgründer og hovedforsker ved Proxima Fusion

Med alle disse resultatene sa Ian Hogarth, partner i Plural, at Proxima har bevist hva de satte seg fore med Stellaris‑posisjonering:

«QI‑HTS stellaratorer som den ledende teknologien i det globale kappløpet om kommersiell fusjon.»

Selskapet planlegger sin Stellarator Model Coil (SMC) demo‑magnet i 2027, som vil teste og validere teknologien bak spolene som brukes i reaktoren, og bevise gjennomførbarheten av å bruke HTS‑materialer i et så komplekst magnetisk spolesystem. Dette vil fullstendig redusere risikoen for HTS‑teknologi før bygging av en fullskala stellarator‑enhet som «Alpha», som forventes å oppnå netto fusjonsenergiproduksjon.

«Med økende globale energibehov og det økende behovet for europeisk energisikkerhet har det aldri vært mer presserende å låse opp ubegrenset, ren energi gjennom fusjon, og Proxima er forpliktet til å lede Europa inn i en fusjonsdrevet fremtid.»

– Sciortino

Klikk her for å lære hvordan AI hjelper med å forbedre kjernefysisk fusjon.

Stor kjernefysisk satsing blant store teknologiselskaper

Interessant nok er det ikke bare små private selskaper, men også store offentlige organisasjoner som gjør fremskritt på feltet. Selv om de investerer i fusjonskraftverk, er deres fokus primært på små modulære reaktorer (SMR), som ikke er fusjonskraftverk, men en type kjernefysisk fisjonsreaktor. Disse SMR‑ene er ikke bare raske å sette i drift siden byggingen tar kortere tid, men de er også mer effektive enn store kjernefysiske reaktorer drevet av AI‑mani.

Som en ansett viktig drivkraft for økonomisk vekst i fremtiden, har både privat sektor og myndigheter investert milliarder av dollar i forskning på fusjonskraftverk, ettersom de fortsatt er i utforskningsfasen og ennå ikke er kommersialiserte.

Kjernefysisk fusjon har faktisk vært under forskning i omtrent 75 år, og til tross for dette har den ikke generert nettoenergi på en meningsfull måte. Ifølge Cathie Woods Ark Invest sin rapport Big Ideas for 2025, selv om private fusjonsselskaper lover gjennombrudd i de neste årene, kan «kommersialisering ta ytterligere ~15 år.»

1. Microsoft

I september i fjor sikret Microsoft (MSFT ) en avtale med Constellation Energy (CEG ) om å gjenåpne Three Mile Island-kjernekraftverket for å hjelpe teknologigiganten med å møte sin økende energietterspørsel. Anlegget ble stengt i 2019, men vil nå åpnes i 2028 og vil være i drift til minst 2054.

«Beslutningen her er det mest kraftfulle symbolet på gjenfødselen av kjernekraft som en ren og pålitelig energikilde», sa Joe Dominguez, administrerende direktør i Constellation Energy Corp. (CEG), et selskap med en markedsverdi på 75,7 milliarder dollar, hvis aksjer for tiden handles til 241,65 $, opp 7,65 % år‑til‑dato.

Den største produsenten av karbonfri energi i USA, Constellation, driver en flåte av kjernekraftverk. Gjenstarten av Three Mile Island vil levere over 800 MW kraft, som alle vil bli kjøpt av Microsoft under den 20‑årige kraftforsyningsavtalen.

I tillegg har Microsoft en kontrakt med Helion om å kjøpe elektrisitet fra deres første fusjonskraftverk når det begynner å generere kraft i 2028.

Med en markedsverdi på 2,95 billioner dollar, handles MSFT-aksjene for tiden til 398,60 $, ned 5,81 %. Selskapet betaler en utbytteavkastning på 0,84 %. For Q4 2024 rapporterte selskapet en omsetning på 69,63 milliarder dollar, en vekst på 12,3 % år‑over‑år, mens inntjening per aksje (EPS) var 3,23 $.

Microsoft leder an i kommersialiseringen av AI, med sin kunstige intelligens-virksomhet som nådde 13 milliarder dollar i årlig inntektsrate i år. Dette skyldes deres nære partnerskap med ChatGPT‑produsenten OpenAI. Selskapet lanserte også Copilot‑merkede AI‑assistenter i fjor.

2. Google

Google har inngått partnerskap med Kairos Power for opptil syv SMR‑er med en total kapasitet på 500 megawatt. Dette vil hjelpe det syv år gamle oppstartsselskapet med å sette sin første kommersielle reaktor i drift innen slutten av dette kvartalet og flere reaktorer innen 2035. Kairos har også sikret 300 millioner dollar i finansiering fra USAs energidepartement for sitt Hermes‑prosjekt, et demonstrasjonsanlegg for kjernekraftreaktor.

Han kalte denne avtalen «landemerke», sa Michael Terrell, Googles seniordirektør for energi og klima:

«Vi mener at kjernekraft kan spille en viktig rolle i å hjelpe oss med å møte vår etterspørsel, og hjelpe oss med å møte vår etterspørsel på en ren og døgnkontinuerlig måte.»

I tillegg til å støtte ren vekst, tror Terrel at kjernekraft vil hjelpe dem med å «levere på fremdriften av AI». Videre, hvis disse prosjektene skaleres globalt, kan det også hjelpe Google med å «levere enorme fordeler til lokalsamfunn og strømnett rundt om i verden», la han til.

I tillegg har Google også investert i TAE Technologies, et selskap som opererte i skjult modus i flere år og har samlet inn over en milliard dollar for å utvikle fusjonskraft. Google har vært i partnerskap med TAE siden 2014.

Med en markedsverdi på 2,08 billioner dollar, handles GOOGL-aksjene for tiden til 171,65 $, ned 10,05 %. Selskapet betaler en utbytteavkastning på 0,47 %. For 4Q24 rapporterte morselskapet, Alphabet (GOOG ), en omsetning på 96,47 milliarder dollar og en EPS på 2,15 $.

Selskapet rapporterte en omsetning på 11,96 milliarder dollar, drevet av AI‑boomen, selv om det fortsatt ligger bak Microsoft og Amazon (AMZN ). Det forventer 75 milliarder dollar i kapitalutgifter i år, drevet av utbygging av datasentre og infrastruktur for AI.

Konklusjon

Interessen for kjerneenergi, både fusjon og fisjon, øker kraftig ettersom verden søker en ren, pålitelig energikilde for å møte økende energibehov, opprettholde AI‑initiativer og oppnå ambisiøse netto‑null‑karbonmål. 

Når det gjelder fusjonsenergi, har tokamaker historisk blitt brukt som magnetisk innestengningsenheter i fusjonsreaktorer. Men mens de holder plasmaet varmt, får stellaratorer nå oppmerksomhet på grunn av deres evne til å holde plasmaet stabilt. Med AI som takler den største utfordringen med stellaratorer — kompleksiteten — kan de bli det foretrukne alternativet for et fremtidig fusjonsenergianlegg.

Her leder Proxima Fusion an i retning av en kommersielt levedyktig løsning ved å utnytte AI‑drevet design, høytemperatur‑superledere og stellarator‑teknologi. Med sin første demonstrator på vei til ferdigstillelse om seks år og planer om en 1 GW fusjonsreaktor på 2030‑tallet, setter Proxima nye standarder i kappløpet om å låse opp en ubegrenset, karbonfri energikilde.

Etter hvert som globale energibehov øker og hastigheten for dekarbonisering intensiveres, blir fusjon raskt en nært forestående realitet!

Klikk her for å lære om det første kommersielle kjernefysiske fusjonsprosjektet som ble kunngjort.

Studierreferanse:

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