Klimaat & energie › Commerciële kernfusie
Amerikaans fusiebedrijf start bouw cruciale testfabriek in New Mexico
Het Amerikaanse fusiebedrijf Pacific Fusion is begonnen met de bouw van een testfaciliteit in Albuquerque die moet bewijzen dat een fusiereactor meer energie oplevert dan de hele installatie verbruikt. Die mijlpaal, 'net facility gain' genoemd, is nog door niemand gehaald en geldt als een cruciale stap richting een werkende fusiecentrale.
Kernfusie belooft vrijwel onuitputtelijke, schone energie, maar geen enkel experiment ter wereld heeft tot nu toe genoeg stroom opgewekt om de hele faciliteit eromheen draaiende te houden. Pacific Fusion, een start-up uit Californië, wil daar als eerste in slagen. Het bedrijf brak deze week de grond voor een nieuwe testfabriek in Albuquerque, New Mexico, en mikt op het behalen van die mijlpaal in 2030. Een commerciële energiecentrale moet halverwege de jaren dertig operationeel zijn.
Sneller dan bestaande fusietechniek
Bij het Amerikaanse National Ignition Facility (NIF) is al aangetoond dat een gecontroleerde fusiereactie meer energie kan opleveren dan er nodig is om die reactie op gang te brengen. Maar dat is iets anders dan nettoenergiewinst voor de hele faciliteit: NIF verbruikt zelf nog veel meer stroom dan de reactie oplevert. Pacific Fusion wil met zijn nieuwe fabriek laten zien dat het gat tussen die twee kan worden gedicht. Het bedrijf gebruikt daarvoor een andere techniek dan NIF: geen lasers, maar razendsnelle, nauwkeurig getimede stroomstoten die een magnetisch veld opwekken rond een brandstoftarget zo groot als een gum van een potlood. Dat veld perst de brandstofatomen samen tot ze fuseren.
Duizenden condensatoren voor één puls
De kracht komt uit 156 zogeheten pulsermodules, elk opgebouwd uit 32 ronde segmenten met tien 'bricks'. Iedere brick bestaat uit twee condensatoren die stroom opslaan en één schakelaar die de energie in één klap vrijgeeft. Dit soort vermogenselektronica werd eerder dit jaar getest op een derde van de uiteindelijke schaal: dat prototype leverde 440 gigawatt piekvermogen in slechts 80 nanoseconden, genoeg om het licht te krijgen voor de nieuwe fabriek. De testfaciliteit kan naar verwachting een handvol schoten per dag afvuren, met een energie van zo'n 100 megajoule per puls, ongeveer tien keer zoveel als bij NIF. Een commerciële centrale moet uiteindelijk één schot per seconde aankunnen en vijf keer zoveel energie opwekken als het demonstratiesysteem, onder meer om alle extra apparatuur van een echte energiecentrale te voeden.
Geld, concurrentie en geopolitiek
Pacific Fusion, opgericht in 2023, haalde ruim een miljard dollar op in een aan mijlpalen gekoppelde Series A-investeringsronde, wat volgens medeoprichter Carrie von Muench het bedrijf in staat stelde verder vooruit te plannen zonder steeds opnieuw geld te hoeven ophalen. De nieuwe campus gaat naast fusieonderzoek ook experimenten voor nationale veiligheid huisvesten, vergelijkbaar met het werk dat nu bij het verouderende NIF gebeurt. Pacific Fusion benadrukt dat het de eerste wil zijn met dit type faciliteit, mede omdat volgens het bedrijf ook China aan vergelijkbare installaties bouwt. Ondertussen jagen ook rivalen als Commonwealth Fusion Systems, Helion Energy, Proxima Fusion en Inertia Enterprises op een aansluiting van fusie-energie op het elektriciteitsnet vóór het midden van de jaren dertig.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als Pacific Fusion erin slaagt om in 2030 daadwerkelijk meer energie te produceren dan de hele fabriek verbruikt, is dat een belangrijke stap richting bruikbare fusie-energie op het elektriciteitsnet. Het zou aantonen dat de gekozen pulsvermogen-aanpak, naast de bekendere laser- en magneettechnieken, ook kan opschalen naar een commerciële centrale. Tegelijk laat het voorbeeld zien hoe fel de internationale race om fusie-energie inmiddels is, met meerdere goed gefinancierde bedrijven en landen die naar dezelfde doorbraak jagen.
- Net facility gain
- De mijlpaal waarbij een fusiefaciliteit als geheel meer energie oplevert dan zij zelf verbruikt, inclusief alle hulpsystemen — iets anders dan alleen een positieve energiebalans in de reactie zelf.
- Inertiële opsluiting
- Een fusiemethode waarbij een klein brandstoftarget zo snel en hard wordt samengeperst dat de atomen erin fuseren, voordat het geheel weer uit elkaar valt.
- Pulsermodule
- Een bouwblok van condensatoren en schakelaars dat in een fractie van een seconde een enorme hoeveelheid elektrische energie vrijgeeft om het brandstoftarget te comprimeren.
- National Ignition Facility (NIF)
- Amerikaanse laserfusie-faciliteit die als eerste een positieve energiebalans in de fusiereactie zelf aantoonde, maar niet in de hele installatie.
- Vermogenselektronica
- Elektronische schakelingen, zoals condensatoren en schakelaars, die grote hoeveelheden elektrische energie opslaan, sturen en vrijgeven.
- Gigawatt
- Een eenheid van vermogen gelijk aan een miljard watt, gebruikt om extreem korte, krachtige energiepulsen te meten.
- Megajoule
- Een eenheid van energie; één megajoule komt overeen met de energie die nodig is om ruim tien liter water aan de kook te brengen.
- Series A-investeringsronde
- Een vroege fase van financiering voor start-ups, vaak de eerste grote ronde na de oprichtingsfase, waarbij hier de uitbetaling gekoppeld was aan het behalen van technische mijlpalen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
