Proxima Fusion’s genombrott för att föra kommersiell kärnfusion närmare

Energisektorns avkarbonisering är avgörande för att tackla klimatförändringarnas utmaning. Behovet av koldioxidfria energikällor intensifieras ytterligare på grund av framväxten av ny teknik som artificiell intelligens (AI), som förbrukar mycket energi.

Förutom ren el finns det också en växande energiefterfrågan för koldioxidfri värmeproduktion, vattenavsaltning och direkt koldioxidinfångning från atmosfären.

Medan förnybara energikällor som sol, vind och geotermisk energi får allt större genomslag, finns det ett ännu kraftfullare alternativ som erbjuder hög tillförlitlighet, hög kapacitet och stabilitet samtidigt som det har ett relativt lågt koldioxidavtryck.

Den kraftfulla koldioxidfria energikällan är fusionskraftverk, som syftar till att leverera en betydande del av världens framtida efterfrågan på ren energi.

Fusionskraft är vägen att påskynda avkarbonisering

Fusion är en av de mest miljövänliga energikällorna eftersom den inte ger skadliga atmosfäriska utsläpp. Detta betyder att fusion inte bidrar till växthusgasutsläpp (GHG) och därmed global uppvärmning. 

Samtidigt tyder uppskattningar på att priset på fusionsenergi kommer att vara konkurrenskraftigt redan relativt tidigt i dess tekniska utveckling. Studier extrapolerar kapacitetskostnader för framtida fusionskraftverk i intervallet 1–10 $/W, vilket ger kostnadsuppskattningar för fusionsenergi på 20–100 $/MWh. 

Fusionsprocessen förenar två lätta element för att bilda en tyngre kärna samtidigt som den frigör enorm energi. Reaktionerna sker i ett materietillstånd som kallas plasma, en het, laddad gas bestående av positiva joner och fritt rörliga elektroner med unika egenskaper.

Detta är annorlunda än fission, där ett tungt element splittas i fragment. Som bränsle använder fusion källor som väte och litium, som är rikliga och lättillgängliga.

Idag är en fusionsreaktor en anordning som använder kärnfusion för att generera elektricitet. ITER Tokamak är världens största och mest kraftfulla fusionsreaktor. 

ITER är ett internationellt forsknings- och ingenjörsprojekt för kärnfusion med Kina, Europeiska unionen, Indien, Japan, Korea, Ryssland och USA, som syftar till att skapa energi genom en fusionsprocess liknande den i vår sol och stjärnor.

Att reproducera denna kärnfusion i industriell skala på jorden kan erbjuda praktiskt taget obegränsad ren, säker och prisvärd energi. Därför har kontinuerliga ansträngningar gjorts för att återskapa den och utnyttja energin från den.

Klicka här för att lära dig vad som gör kärnfusion till den ultimata rena energilösningen.

Introduktion av kommersiellt livskraftig fusionskraft

Det har gått många decennier sedan forskare först förstod teorin om kärnfusion. Sedan dess har storskaliga projekt arbetat för att minska klyftan mot ett fusionskraftverk med magnetisk inneslutning.

Detta inkluderar STEP-sfäriska tokamak-programmet i Storbritannien, SPARC-tokamak i USA och CFETR i Kina, samt tokamak ITER.

Medan tokamaker har setts som den mest lovande vägen till ett fusionskraftverk, möter de utmaningar på grund av sin mottaglighet för plasmastörningar. Detta innebär en betydande utmaning för kommersiellt livskraftig drift. Som ett resultat pågår forskning för att lösa detta problem genom förutsägelse- och mildrande metoder. Dock har det hittills inte funnits några experimentella demonstrationer som visar genomförbarheten av ett kraftverk.

Ett forskningspapper¹ från det tyska startup-företaget Proxima Fusion visar den första quasi-isodynamiska (QI) stellaratorn med låga snabba partikelförluster. Fusionsenergi-reaktordesignen anses erbjuda den snabbaste vägen till kommersiellt livskraftig fusionskraft.

Namngiven Stellaris, den är “utformad för att fungera i kontinuerligt läge och vara inneboende stabil,” sade Proximas medgrundare och VD Francesco Sciortino. “Ingen annan fusionskraftverksdesign har hittills demonstrerats kunna göra det.”

Medan stellaratorer liknar tokamak när det gäller jämförbara energiinneslutningsegenskaper, undviker deras design problematiska strömstyrda plasmastörningar. Dessa stellaratorer utan netto-toroidalström i plasmaet har förmågan att köra i ett stabilt tillstånd. Detta betyder att de inneboende minskar termisk och mekanisk komponentutmattning och eliminerar behovet av ett dyrt plasma-strömdrivsystem. 

Så har stellaratorer flera fördelar jämfört med tokamak, såsom att de är mer stabila och kräver mindre energi för drift. Avsaknaden av en Greenwald-liknande densitetsgräns i stellaratorer innebär dessutom att de kan operera vid betydligt högre densiteter, vilket är fördelaktigt på grund av den gynnsamma skalningen av fusionskraft med bränsletäthet. 

Nu är QI-stellaratorn särskilt lovande för reaktortillämpningar på grund av dess inneboende minskade självinducerade strömmar. Bland de undersökta stellaratoralternativen har den modulära, låg-skeva QI-stellaratorn den högsta tekniska mognadsnivån, vilket utforskas i världens största stellarator, Wendelstein 7-X. Det är ett resultat av över €1.3  miljard i finansiering från den tyska federala regeringen och Europeiska unionen.

W7-X togs i drift för ett decennium sedan men nådde först sina fullständiga designspecifikationer för några år sedan. W7-X-experiment har nu uppnått en minskning av neoklassisk transport till en nivå där turbulens är den huvudsakliga drivkraften för värmetransport i plasmaet. 

Detta betyder att optimerade stellaratorer nu kan designas för att uppnå neoklassiska transportnivåer liknande de hos tokamaker. Som ett resultat är optimerade stellaratorer grundläggande begränsade av exakt samma fysiska begränsningar som tokamaker samtidigt som de behåller den avgörande stabiliteten hos stellaratorer.

Dock, medan Wendelstein 7-X utvecklas för forskning och är placerad vid Max Planck-institutet för plasmafysik (IPP) i Tyskland, kan Stellaris en dag driva elnätet.

“IPP är en pionjär inom stellaratoroptimering. Under de senaste åren har vi kunnat designa stellaratorer vars fysikaliska egenskaper förutses att ge enastående prestanda. Detta lämnar fortfarande många teknologiska och ingenjörsmässiga utmaningar, problem som har modigt hanterats av Proxima Fusion i samarbete med IPP i denna unika studie,” sade Prof. Dr Per Helander, chef för Stellarator Theory Division vid Max Planck IPP. “Detta är viktigt och nödvändigt arbete på vägen mot ett fusionskraftverk, som vi hoppas kunna påskynda genom detta samarbete.”

Designen kommer att förverkligas med Proximas första demonstrator, som förväntas att slutföras inom sex år. Demonstrationsstellaratorn Alpha kommer att bli den första fusionsenheten någonsin som visar nettoenergiproduktion i ett stabilt tillstånd. 

Detta kommer att lägga grunden för företagets första 1GW fusionsreaktor, som de hoppas kunna driva någon gång på 2030-talet.

Utnyttja AI för att lösa den största utmaningen

Uppstod från Max Planck-institutet för plasmafysik, och det i München baserade Proxima samlade in 20 miljoner euro i finansiering förra sommaren för att bygga den första generationen av fusionskraftverk baserade på QI-stellaratorer med högtemperatur-superledare och göra fusion till en livskraftig verksamhet.   

Den förhandsplanerade och övertecknade seedrundan leddes av det schweiziska riskkapitalföretaget Redalpine med deltagande från den tyska regeringsstödda DeepTech & Climate Fonds, den bayerska regeringsstödda Bayern Kapital och Max Planck-stiftelsen.

Dess befintliga investerare, inklusive Tomorrow Fund, Wilbe, High-Tech Gründerfonds, UVC Partners och Plural, ökade också sina pre‑seed-investeringar.

Proxima Fusions fokus, som vi har beskrivit, är QI-stellaratorer, som de säger har löfte om en säker, koldioxidfri och i praktiken obegränsad energikälla. En stellarator är en ring av magneter i form av en donut. Dessa magneter är exakt placerade och kan innehålla plasma.

Vid den tidpunkten noterade företaget att resultat från stellaroptimering har förändrat fältet för kärnfusion, vilket möjliggör att ta itu med utmaningarna med ett tillvägagångssätt som fokuserar på ingenjörskonst och simulering samt utnyttjar avancerad datorkraft.

Framsteg inom beräkningskraft är det som gör det möjligt för Proxima Fusion att tackla den största utmaningen med stellaratorer — komplexiteten i att designa och bygga dem. Det var just komplexiteten som fick forskare att välja tokamak på 1960-talet. 

Dock hjälper AI-superdatorer nu Proxima-teamet, som inkluderar ingenjörer från Google, SpaceX, Tesla, MIT och McLaren Formula‑1, att bygga sin fusionsreaktordesign.

AI gör det möjligt för företaget att snabbt iterera de bästa fusionsreaktordesignerna baserat på nyckelparametrar såsom kostnad, effektivitet och materialtillgänglighet. Detta eliminerar behovet av att bygga flera prototyper, vilket gör det möjligt för Proxima att omedelbart börja bygga en fungerande demonstrator. Enligt Sciortino:

“Förståelsen av komplex geometri och dess konsekvenser är allt i stellaratorer. AI hjälper Proxima att upptäcka mönster som leder till enklare, snabbare och billigare designer.” 

Stellaris är här designad för att generera mer kraft per volymenhet än någon annan stellarator. För detta används högtemperatur-superledande (HTS) magneter används för att skapa starkare magnetfält. Detta möjliggör inte bara storleksreduktion utan möjliggör också mer effektiva, kostnadseffektiva och snabbare att bygga reaktorer. 

Företaget använder också endast befintliga material, vilket betyder att reaktorerna kan byggas med tillgängliga leveranskedjor.

“För första gången visar vi att fusionskraftverk baserade på QI‑HTS-stellaratorer är möjliga. Stellaris-designen omfattar en oöverträffad bredd av fysik- och ingenjörsanalys i en sammanhängande design. För att göra fusionsenergi till verklighet måste vi nu gå vidare till en fullständig ingenjörsdesign och fortsätta utveckla möjliggörande teknologier.” 

– Dr. Jorrit Lion, medgrundare och chefsforskare på Proxima Fusion

Med alla dessa resultat sade Ian Hogarth, en partner på Plural, att Proxima har bevisat vad de avsåg att göra med Stellaris positionering:

“QI‑HTS-stellaratorer som den ledande teknologin i den globala tävlingen om kommersiell fusion.”

Företaget planerar sin Stellarator Model Coil (SMC) demo-magnet år 2027, som kommer att testa och validera teknologin bakom spolarna som används i reaktorn, vilket bevisar genomförbarheten att använda HTS-material i ett så komplext magnetspolsystem. Detta kommer att helt avlägsna riskerna med HTS-teknik innan en fullskalig stellaratorenhet som “Alpha,” byggs, vilket förväntas att uppnå nettofusionsenergiproduktion. 

“Med ökande globala energibehov och det ökande behovet av europeisk energisäkerhet har det aldrig varit mer brådskande att låsa upp obegränsad, ren energi genom fusion, och Proxima är fast beslutet att leda Europa in i en framtid med fusion som energikälla.”

– Sciortino

Klicka här för att lära dig hur AI hjälper till att förbättra kärnfusion.

Stort kärnkraftsdriv bland stora teknikföretag

Intressant nog är det inte bara små privata företag utan även stora offentliga organisationer som gör framsteg inom området. Medan de investerar i fusionskraftverk är deras fokus främst på små modulära reaktorer (SMR), som inte är fusionskraftverk utan en typ av kärnklyvningsreaktor. Dessa SMR är inte bara snabba att sätta i drift eftersom byggtiden är kortare, utan de är också mer effektiva än storskaliga kärnreaktorer som drivs av AI-manisk.

Eftersom de anses vara en viktig drivkraft för ekonomisk tillväxt i framtiden har både den privata sektorn och regeringarna investerat miljarder dollar i forskningen om fusionskraftverk, eftersom de fortfarande befinner sig i utforskningsstadiet och ännu inte har offentliggjorts.

Kärnfusion har faktiskt forskats på i cirka 75 år, och trots det har den inte genererat nettoenergi på ett meningsfullt sätt. Enligt Cathie Woods Ark Invest-rapport “Big Ideas for 2025” så lovar privata fusionsföretag genombrott under de kommande åren, men “kommersialiseringen kan ta ytterligare ~15 år”.

1. Microsoft (MSFT )

I september förra året säkrade Microsoft ett avtal med Constellation Energy (CEG ) för att återöppna Three Mile Island-kärnkraftverket för att hjälpa teknikjätten att möta sin ökande energiefterfrågan. Anläggningen stängdes ner 2019 men kommer nu att öppnas 2028 och vara i drift åtminstone till 2054.

“Beslutet här är den mest kraftfulla symbolen för kärnkraftens återfödelse som en ren och pålitlig energikälla,” sade Joe Dominguez, VD för Constellation Energy Corp. (CEG), ett företag med ett börsvärde på $75.7 bln vars aktier för närvarande handlas till $241.65, upp 7.65% YTD.

Den största producenten av koldioxidfri energi i USA, Constellation, driver en flotta av kärnkraftverk. Återstarten av Three Mile Island kommer att leverera över 800 MW kraft, som alla kommer köpas av Microsoft enligt det 20‑åriga kraftleveransavtalet.

Utöver detta har Microsoft ett avtal med Helion om att köpa el från deras första fusionskraftverk när det börjar producera el år 2028.

Med ett börsvärde på $2.95 triljard handlas MSFT-aktier för närvarande till $398.60, ner 5.81%. Företaget betalar en utdelningsavkastning på 0.84%. För Q4 2024 rapporterade företaget en omsättning på $69.63 miljard, en tillväxt på 12.3% år‑till‑år, medan vinst per aktie (EPS) låg på $3.23.

Microsoft leder inom kommersialisering av AI, med sin AI-verksamhet som nådde $13 miljarder i årlig intäkt i år. Detta har berott på dess nära partnerskap med ChatGPT-skaparen OpenAI. Företaget släppte också Copilot‑märkt AI-assistenter förra året.

2. Google (GOOGL )

Google har samarbetat med Kairos Power för upp till sju SMR med en total kapacitet på 500 megawatt. Detta kommer att hjälpa det sju år gamla startup-företaget att få sin första kommersiella reaktor i drift senast i slutet av detta kvartal och ytterligare reaktorer till 2035. Kairos har också säkrat $300 miljoner i finansiering från USA:s energidepartement för sitt Hermes-projekt, en demonstrationsanläggning för kärnreaktor.

Han kallade detta avtal “landmark,” Michael Terrell, Googles seniora direktör för energi och klimat, sade:

“Vi anser att kärnkraft kan spela en viktig roll för att hjälpa oss att möta vår efterfrågan, och hjälpa oss att möta vår efterfrågan på ett rent och dygnet runt sätt.”

Förutom att stödja ren tillväxt tror Terrel att kärnkraft kommer att hjälpa dem “leverera på AI:s framsteg.” Dessutom, om dessa projekt skalar globalt, kan det också hjälpa Google att “leverera enorma fördelar till samhällen och elnät runt om i världen,” tillade han.

Utöver detta har Google också investerat i TAE Technologies, ett företag som har opererat i stealth-läge i flera år och har samlat in över en miljard dollar för att utveckla fusionskraft. Google har varit i partnerskap med TAE sedan 2014.

Med ett börsvärde på $2.08 triljon handlas GOOGL-aktier för närvarande till $171.65, ner 10.05%. Företaget betalar en utdelningsavkastning på 0.47%. För 4Q24 rapporterade moderbolaget Alphabet en omsättning på $96.47 miljard och en EPS på $2.15. 

Företaget rapporterade en omsättning på $11.96 miljard, drivet av AI-boomen, även om det fortfarande ligger efter Microsoft och Amazon (AMZN ). Det förutspår $75 miljarder i kapitalutgifter i år, drivet av uppbyggnaden av datacenter och infrastruktur för AI.

Slutsats

Intresset för kärnenergi, både fusion och fission, ökar kraftigt när världen söker en ren, pålitlig energikälla för att möta växande energibehov, stödja AI-initiativ och uppnå ambitiösa nettonollkoldioxidmål. 

När det gäller fusionsenergi har tokamaker historiskt använts som magnetiska inneslutningsenheter i fusionsreaktorer. Men medan de håller plasmaet varmt får stellaratorer nu uppmärksamhet på grund av deras förmåga att hålla plasmaet stabilt. Med AI som tacklar den största utmaningen för stellaratorer — komplexiteten — kan de bli det föredragna alternativet för ett framtida fusionsenergianläggning.

Här leder Proxima Fusion utvecklingen mot en kommersiellt livskraftig lösning genom att utnyttja AI‑driven design, högtemperatur‑superledare och stellarator‑teknik. Med sin första demonstrator på väg att slutföras inom sex år och planer på en 1 GW fusionsreaktor på 2030-talet, sätter Proxima nya standarder i tävlingen om att låsa upp en obegränsad, koldioxidfri energikälla.

När de globala energibehoven ökar och behovet av att avkarbonisera intensifieras, blir fusion snabbt en förestående verklighet!

Klicka här för att lära dig om det första kommersiella kärnfusionsprojektet som tillkännagavs.

Studierreferens:

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