A Descoberta da Proxima Fusion Aproxima a Fusão Nuclear Comercial

A descarbonização do setor de energia é fundamental para enfrentar o desafio das mudanças climáticas. A necessidade de fontes de energia livres de carbono está se intensificando ainda mais devido ao surgimento de novas tecnologias como a inteligência artificial (IA), que consome muita energia.

Além da eletricidade limpa, há também uma demanda crescente por energia para geração de calor livre de carbono, dessalinização de água e captura direta de carbono da atmosfera.

Embora fontes de energia renovável como solar, eólica e geotérmica estejam ganhando força, existe uma opção ainda mais poderosa que oferece alta confiabilidade, alta capacidade e consistência, mantendo uma pegada de carbono relativamente baixa.

Essa poderosa fonte de energia livre de carbono são as usinas de fusão, que visam suprir uma fração significativa da futura demanda mundial por energia limpa.

A Energia de Fusão é o Caminho para Acelerar a Descarbonização

A fusão está entre as fontes de energia mais ecológicas porque não há emissões atmosféricas nocivas. Isso significa que a fusão não contribui para as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e, por extensão, para o aquecimento global. 

Ao mesmo tempo, estimativas sugerem que o preço da energia de fusão será competitivo mesmo relativamente cedo em seu desenvolvimento tecnológico. Estudos extrapolam custos de capacidade para futuras usinas de fusão na faixa de 1–10$/W, resultando em estimativas de custo da energia de fusão entre 20–100 $/MWh. 

O processo de fusão une dois elementos leves para formar um núcleo mais pesado, liberando energia massiva. As reações ocorrem em um estado da matéria chamado plasma, que é um gás quente e carregado composto por íons positivos e elétrons livres, com propriedades únicas.

Isso difere da fissão, na qual um elemento pesado é dividido em fragmentos. Como combustível, a fusão utiliza fontes como hidrogênio e lítio, que são abundantes e acessíveis.

Agora, um reator de fusão é um dispositivo que usa fusão nuclear para gerar eletricidade. O Tokamak ITER é o maior e mais poderoso reator de fusão do mundo. 

O ITER é um projeto internacional de pesquisa e engenharia em fusão nuclear envolvendo China, União Europeia, Índia, Japão, Coreia, Rússia e Estados Unidos, que visa criar energia por meio de um processo de fusão semelhante ao do nosso Sol e das estrelas.

Reproduzir essa fusão nuclear em escala industrial na Terra pode fornecer energia praticamente ilimitada, limpa, segura e acessível. Portanto, esforços constantes têm sido feitos para recri‑la e aproveitar a energia dela.

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Apresentando uma Energia de Fusão Comercialmente Viável

Já se passaram muitas décadas desde que os cientistas compreenderam pela primeira vez a teoria da fusão nuclear. Desde então, projetos de grande escala vêm trabalhando para fechar a lacuna rumo a uma usina de fusão usando abordagens de confinamento magnético.

Isso inclui o programa tokamak esférico STEP no Reino Unido, o tokamak SPARC nos EUA e o CFETR na China, além do tokamak ITER.

Embora os tokamaks tenham sido vistos como o caminho mais promissor para uma usina de fusão, eles enfrentam desafios devido à sua suscetibilidade a interrupções do plasma. Isso representa um desafio significativo para operações comercialmente viáveis. Como resultado, pesquisas estão em andamento para resolver essa questão por meio de métodos de previsão e mitigação. No entanto, ainda não houve demonstrações experimentais que mostrem a viabilidade de uma usina até o momento.

Um artigo de pesquisa da startup alemã Proxima Fusion demonstra o primeiro stellarator quasi‑isodrômico (QI) com baixas perdas de partículas rápidas. Acredita‑se que o design do reator de energia de fusão ofereça o caminho mais rápido para a fusão comercialmente viável.

Batizado de Stellaris, ele é “projetado para operar em modo contínuo e ser intrinsecamente estável”, disse o co‑fundador e CEO da Proxima, Francesco Sciortino. “Nenhum outro design de usina de fusão foi demonstrado até agora como capaz disso.”

Embora stellarators sejam semelhantes ao tokamak em termos de propriedades de confinamento de energia comparáveis, seu design evita interrupções problemáticas do plasma induzidas por corrente. Esses stellarators, sem corrente toroidal líquida no plasma, têm a capacidade de operar em estado estável. Isso significa que eles reduzem intrinsecamente a fadiga térmica e mecânica dos componentes e eliminam a necessidade de um caro sistema de condução de corrente de plasma. 

Portanto, os stellarators apresentam várias vantagens sobre os tokamaks, como maior estabilidade e menor necessidade de energia para operar. A ausência de um limite de densidade semelhante ao de Greenwald nos stellarators, por sua vez, permite que operem em densidades significativamente maiores, o que é benéfico devido à escalabilidade favorável da potência de fusão com a densidade de combustível. 

Agora, o stellarator QI é particularmente promissor para aplicações em reatores devido à sua redução intrínseca de correntes auto‑induzidas. Entre as opções de stellarator investigadas, o stellarator modular de baixa cisalhamento QI possui o maior nível de prontidão tecnológica, que está sendo explorado no maior stellarator do mundo, o Wendelstein 7‑X. Ele é fruto de mais de €1,3 bilhão em financiamento do Governo Federal Alemão e da União Europeia.

O W7‑X entrou em operação há uma década, mas só atingiu suas especificações de projeto completas há alguns anos. Os experimentos do W7‑X agora conseguiram reduzir o transporte neoclássico a um nível em que a turbulência é o principal motor do transporte de calor no plasma. 

Isso significa que stellarators otimizados agora podem ser projetados para alcançar níveis de transporte neoclássico semelhantes aos dos tokamaks. Como resultado, os stellarators otimizados são fundamentalmente limitados pelas mesmas restrições físicas dos tokamaks, ao mesmo tempo em que mantêm a estabilidade crucial dos stellarators.

No entanto, enquanto o Wendelstein 7‑X está sendo desenvolvido para pesquisa e está localizado no Instituto Max Planck de Física de Plasma (IPP) na Alemanha, o Stellaris poderia alimentar a rede um dia.

“O IPP é um pioneiro na otimização de stellarators. Nos últimos anos, conseguimos projetar stellarators cujas propriedades físicas são previstas para proporcionar desempenho sem precedentes. Isso ainda deixa muitos desafios tecnológicos e de engenharia, problemas que foram corajosamente abordados pela Proxima Fusion em colaboração com o IPP neste estudo sem precedentes”, disse o Prof. Dr. Per Helander, chefe da Divisão de Teoria de Stellarator no Max Planck IPP. “Este é um trabalho importante e necessário no caminho para uma usina de fusão, que esperamos acelerar através desta colaboração.”

O design ganhará vida com o primeiro demonstrador da Proxima, que se espera ser concluído em seis anos. O stellarator demonstrador Alpha será o primeiro dispositivo de fusão a demonstrar produção líquida de energia em estado estável. 

Isso estabelecerá a base para o primeiro reator de fusão de 1 GW da empresa, que espera colocar em operação em algum momento na década de 2030.

Aproveitando a IA para Enfrentar o Maior Desafio

Desmembrada do Instituto Max Planck de Física de Plasma, a Proxima, com sede em Munique, arrecadou €20 milhões em financiamento no verão passado para construir a primeira geração de usinas de fusão baseadas em stellarators QI com supercondutores de alta temperatura e transformar a fusão em um negócio viável.   

A rodada semente antecipada e superescrita foi liderada pela empresa suíça de capital de risco Redalpine, com participação do DeepTech & Climate Fonds apoiado pelo governo alemão, do Bayern Kapital apoiado pelo governo da Baviera e da Fundação Max Planck.

Seus investidores atuais, incluindo o Tomorrow Fund, Wilbe, High‑Tech Gründerfonds, UVC Partners e Plural, também reforçaram seus investimentos pré‑seed.

O foco da Proxima Fusion, como detalhamos, são os stellarators QI, que, segundo a empresa, prometem ser uma fonte de energia segura, livre de carbono e efetivamente ilimitada. Um stellarator é um anel de ímãs em forma de rosquinha. Esses ímãs são posicionados com precisão e podem conter o plasma.

Na época, a empresa observou que os resultados da otimização de stellarators revolucionaram o campo da fusão nuclear, permitindo enfrentar os desafios com uma abordagem que foca em engenharia e simulação e aproveita a computação avançada.

Os avanços no poder computacional são o que permitem à Proxima Fusion enfrentar o maior desafio dos stellarators — a complexidade de projetá‑los e construí‑los. Foi exatamente essa complexidade que fez os cientistas optarem pelos tokamaks na década de 1960. 

No entanto, supercomputadores de IA agora estão ajudando a equipe da Proxima, que inclui engenheiros do Google, SpaceX (SPCX ), Tesla (TSLA ), MIT e McLaren Formula‑1, a construir seu design de reator de fusão.

A IA permite que a empresa itere rapidamente os melhores designs de reatores de fusão com base em parâmetros chave como custo, eficiência e disponibilidade de materiais. Isso elimina a necessidade de construir múltiplos protótipos, permitindo que a Proxima comece a construir um demonstrador funcional imediatamente. Segundo Sciortino:

“O entendimento da geometria complexa e suas consequências é tudo nos stellarators. A IA está ajudando a Proxima a descobrir padrões que levam a designs mais simples, rápidos e baratos.” 

O Stellaris, aqui, foi projetado para gerar mais energia por unidade de volume do que qualquer outro stellarator. Para isso, são usados ímãs supercondutores de alta temperatura (HTS) para criar campos magnéticos mais fortes. Isso não só permite a redução de tamanho, como também possibilita reatores mais eficientes, econômicos e de construção mais rápida. 

A empresa também utiliza apenas materiais já existentes, o que significa que os reatores podem ser construídos com cadeias de suprimento disponíveis.

“Pela primeira vez, estamos demonstrando que usinas de fusão baseadas em stellarators QI‑HTS são possíveis. O design Stellaris abrange uma amplitude incomparável de análises de física e engenharia em um único design coerente. Para tornar a energia de fusão uma realidade, precisamos agora avançar para um design de engenharia completo e continuar desenvolvendo tecnologias capacitadoras.” 

– Dr. Jorrit Lion, co‑fundador e cientista‑chefe da Proxima Fusion

Com todos esses resultados, Ian Hogarth, parceiro da Plural, disse que a Proxima provou o que se propôs a fazer com o posicionamento do Stellaris:

“Stellarators QI‑HTS como a tecnologia líder na corrida global pela fusão comercial.”

A empresa está planejando seu ímã demonstrador Stellarator Model Coil (SMC) em 2027, que testará e validará a tecnologia por trás das bobinas usadas no reator, comprovando a viabilidade do uso de materiais HTS em um sistema de bobinas magnéticas tão complexo. Isso eliminará totalmente os riscos da tecnologia HTS antes de construir um dispositivo stellarator em escala completa como o “Alpha”, que se espera alcançar produção líquida de energia de fusão. 

“Dada a crescente demanda global por energia e a necessidade crescente de segurança energética europeia, desbloquear energia limpa e ilimitada por meio da fusão nunca foi tão urgente, e a Proxima está comprometida em conduzir a Europa rumo a um futuro alimentado por fusão.”

– Sciortino

Clique aqui para saber como a IA está ajudando a melhorar a fusão nuclear.

Grande Empurrão Nuclear entre as Grandes Tecnologias

Curiosamente, não são apenas pequenas empresas privadas, mas também grandes organizações públicas que estão avançando no campo. Embora estejam investindo em usinas de fusão, seu foco está principalmente em pequenos reatores modulares (SMRs), que não são usinas de fusão, mas um tipo de reator nuclear de fissão. Esses SMRs não só são rápidos de colocar em operação, pois a construção leva menos tempo, como também são mais eficientes que reatores nucleares de grande escala impulsionados pela mania da IA. 

Considerados como um importante motor de crescimento econômico no futuro, tanto o setor privado quanto os governos investiram bilhões de dólares na pesquisa de usinas de fusão, que ainda permanecem na fase de exploração e ainda não foram tornadas públicas.

A fusão nuclear tem sido pesquisada há cerca de 75 anos e, apesar disso, ainda não gerou energia líquida de forma significativa. Segundo o relatório Big Ideas for 2025 da Ark Invest de Cathie Wood, embora as empresas privadas de fusão prometam avanços nos próximos anos, “a comercialização pode levar mais ~15 anos”.

1. Microsoft

No ano passado, em setembro, a Microsoft (MSFT ) garantiu um acordo com a Constellation Energy Constellation Energy (CEG ) para reabrir a usina nuclear de Three Mile Island e ajudar a gigante da tecnologia a atender sua crescente demanda de energia. A instalação foi fechada em 2019, mas será reaberta em 2028 e permanecerá operacional até, no mínimo, 2054.

“A decisão aqui é o símbolo mais poderoso do renascimento da energia nuclear como uma fonte de energia limpa e confiável”, disse Joe Dominguez, CEO da Constellation Energy Corp. (CEG), uma empresa com capitalização de mercado de US$ 75,7 bilhões cujas ações estão atualmente negociando a US$ 241,65, alta de 7,65 % no ano.

O maior produtor de energia livre de carbono nos EUA, a Constellation opera uma frota de usinas nucleares. A retomada da Three Mile Island fornecerá mais de 800 MW de energia, todos os quais serão comprados pela Microsoft sob o contrato de fornecimento de energia de 20 anos.

Além disso, a Microsoft tem um contrato com a Helion para comprar eletricidade de sua primeira usina de fusão assim que começar a gerar energia em 2028.

Com uma capitalização de mercado de US$ 2,95 trilhões, as ações da MSFT estão atualmente negociando a US$ 398,60, queda de 5,81 %. A empresa paga um rendimento de dividendos de 0,84 %. No quarto trimestre de 2024, a empresa reportou receita de US$ 69,63 bilhões, um crescimento de 12,3 % ano a ano, enquanto o lucro por ação (EPS) foi de US$ 3,23.

A Microsoft lidera a comercialização de IA, com seu negócio de inteligência artificial alcançando US$ 13 bilhões em receita anualizada neste ano. Isso se deve à sua estreita parceria com a OpenAI, criadora do ChatGPT. A empresa também lançou assistentes de IA com a marca Copilot no ano passado.

2. Google

A Google fez parceria com a Kairos Power para até sete SMRs com capacidade total de 500 megawatts. Isso ajudará a startup de sete anos a colocar seu primeiro reator comercial em operação até o final deste trimestre e reatores adicionais até 2035. A Kairos também garantiu US$ 300 milhões em financiamento do Departamento de Energia dos EUA para seu projeto Hermes, uma planta demonstradora de reator nuclear.

Chamando esse acordo de “marco”, Michael Terrell, diretor sênior de energia e clima da Google, disse:

“Acreditamos que a energia nuclear pode desempenhar um papel importante em nos ajudar a atender nossa demanda, e fazê‑lo de forma limpa e 24 horas por dia.”

Além de apoiar o crescimento limpo, Terrell acredita que a energia nuclear ajudará a “cumprir o progresso da IA”. Além disso, se esses projetos se escalarem globalmente, também podem ajudar a Google a “oferecer enormes benefícios às comunidades e redes elétricas ao redor do mundo”, acrescentou.

Além disso, a Google também investiu na TAE Technologies, uma empresa que operou em modo sigiloso por anos e arrecadou mais de um bilhão de dólares para desenvolver energia de fusão. A Google tem parceria com a TAE desde 2014.

Com uma capitalização de mercado de US$ 2,08 trilhões, as ações da GOOGL estão atualmente negociando a US$ 171,65, queda de 10,05 %. A empresa paga um rendimento de dividendos de 0,47 %. No quarto trimestre de 2024, sua controladora, Alphabet (GOOG ), reportou receita de US$ 96,47 bilhões e EPS de US$ 2,15.

A empresa reportou receita de US$ 11,96 bilhões, impulsionada pelo boom da IA, embora ainda fique atrás da Microsoft e da Amazon. Ela projeta US$ 75 bilhões em despesas de capital este ano, impulsionadas pela expansão de data centers e infraestrutura para IA.

Conclusão

O interesse em energia nuclear, tanto fusão quanto fissão, está crescendo à medida que o mundo busca uma fonte de energia limpa e confiável para atender à crescente demanda, sustentar iniciativas de IA e alcançar metas ambiciosas de carbono neutro. 

Quando se trata de energia de fusão, historicamente, os tokamaks são usados como dispositivos de confinamento magnético em reatores de fusão. Mas, embora mantenham o plasma quente, os stellarators estão ganhando atenção devido à sua capacidade de manter o plasma estável. Com a IA abordando o maior desafio dos stellarators — a complexidade — eles podem se tornar a opção preferida para uma futura usina de energia de fusão.

Aqui, a Proxima Fusion está liderando o caminho rumo a uma solução comercialmente viável, aproveitando o design guiado por IA, supercondutores de alta temperatura e a tecnologia stellarator. Com seu primeiro demonstrador previsto para conclusão em seis anos e planos para um reator de fusão de 1 GW na década de 2030, a Proxima está estabelecendo novos padrões na corrida para desbloquear uma fonte de energia ilimitada e livre de carbono. 

À medida que a demanda global por energia aumenta e a urgência de descarbonizar se intensifica, a fusão está se tornando rapidamente uma realidade iminente!

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Referência do Estudo:

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