18,6 Milliarden, die größte Einzelrunde von Finanzierungen für das "künstliche Sonnensystem" ist da.

Dieses Sommer hat Google einen beispiellosen Stromkaufvertrag unterzeichnet: Es hat sich verpflichtet, 200 Megawatt Strom aus dem ersten kommerziellen Kraftwerk ARC des Fusionsstart - ups Commonwealth Fusion Systems (CFS) zu kaufen.

Dieser Umfang übertrifft bei weitem das 2023 von Microsoft und Helion Energy abgeschlossene 50 - Megawatt - Abkommen und wird damit der weltweit größte Stromkaufvertrag für Fusionsenergie. Dies bringt die "Kommerzialisierung der Fusion" einen Schritt näher an die Realität.

Die Begeisterung von Kapitalanlegern für CFS ist kein Zufall. Seit 2021 hat dieses Unternehmen die weltweit größte B - Runde - Finanzierung in der Nuklearfusionsbranche in Höhe von 1,8 Milliarden US - Dollar erhalten. Am 28. August dieses Jahres hat CFS weitere 863 Millionen US - Dollar in der B2 - Runde erhalten. Insgesamt hat die B - Runde 2,663 Milliarden US - Dollar (etwa 18,6 Milliarden Yuan) eingeflohen, was den Rekord für die Einzelrunden - Finanzierung in der Nuklearfusionsbranche aufs Neue setzt. Hinter diesem Erfolg stehen namhafte Spieler wie Google, Nvidia und das von Bill Gates gegründete Breakthrough Energy Ventures. CFS ist zweifellos der "Finanzierungskönig" der Fusionsbranche.

Nach dieser Finanzierungsrunde hat CFS insgesamt mehr als 3 Milliarden US - Dollar an Kapital angezogen, was ein Drittel der gesamten globalen Finanzierung in der Fusionsbranche ausmacht. Der Unternehmenswert von CFS liegt inzwischen bei etwa 8 Milliarden US - Dollar (etwa 56 Milliarden Yuan).

Zur gleichen Zeit hat in Hefei, China, auf der anderen Seite des Ozeans in der Steuerungszentrale des "künstlichen Sonnen" - Experimentiergeräts EAST Jubel ausgebrochen: Das heiße Plasma konnte erfolgreich über tausend Sekunden aufrechterhalten werden, was einen neuen Weltrekord für die kontinuierliche Betriebsdauer der kontrollierten Kernfusion darstellt.

Von Bill Gates bis hin zu Google und unzähligen Venture - Capital - Firmen im In- und Ausland richten alle ihre Blicke auf die kontrollierte Kernfusionstechnologie, die einst als "immer noch 50 Jahre entfernt" verspottet wurde. Die globale Nuklearfusionsbranche ist in Bewegung geraten.

Diese einst in Laboratorien verankerte Spitzentechnologie beschleunigt ihren Übergang von der Forschungsphase zur industriellen Spitze.

Die Geschichte der Kernfusion

Die frühesten Forschungen von Menschen an der "Kernfusion" zielten eigentlich auf die Beantwortung einer grundlegenden Frage: Woher kommt die Energie der Sonne?

1920 hat der britische Physiker Arthur Stanley Eddington erstmals die Vermutung geäußert: "Innerhalb der Sonne könnte möglicherweise eine Reaktion stattfinden, bei der Wasserstoffatome zu Heliumkernen verschmelzen. Dieser Prozess würde über die Einstein'sche Massen - Energie - Gleichung E = mc² enorme Energie freisetzen." Dies war das erste Mal, dass Menschen "Fusion" und "Sternenenergie" in Verbindung brachten, aber damals gab es keine Experimente, die dies belegen konnten.

Erst zwischen 1937 und 1939 haben der amerikanische Physiker H. Bethe und der deutsche Physiker C. F. v. Weizsäcker gleichzeitig die C - N - Zyklustheorie entwickelt. Danach hat Bethe die genaue Formel für die Wasserstofffusion in der Sonne berechnet und damit theoretisch bewiesen, dass die Sonnenenergie von der Verschmelzung von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen stammt. So haben Menschen endlich den Weg für die "künstliche Sonne" gefunden.

Die Umsetzung der Theorie erfordert experimentelle Unterstützung, und der Kalte Krieg war der Katalysator für die frühen Forschungen.

In den 1950er Jahren haben die USA und die Sowjetunion die Kernfusion als strategische Technologie konkurriert: 1954 haben die sowjetischen Wissenschaftler Igor Tamm und Andrei Sakharov erstmals das "Tokamak" - Konzept vorgeschlagen, bei dem ein ringförmiges Magnetfeld und ein Strom das ultraheiße Plasma einschließen. Sie bauten das erste Tokamak - Gerät "T - 1" auf.

Die USA haben den Ansatz der Laser - Inertial - Confinement versucht. 1972 hat das Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) das erste Mehrstrahl - Lasergerät "Shiva" gebaut, das durch 60 Laserstrahlen den Brennstoff komprimiert und die Fusionsreaktion auslöst. In dieser Phase waren die Forschungen größtenteils von Regierungen geheim geführt. Obwohl verschiedene Experimentiergeräte gebaut wurden, war der Energieverbrauch weit höher als die Energieproduktion, und die Kommerzialisierung war noch weit entfernt.

Nach dem Ende des Kalten Krieges haben die Länder erkannt, dass es schwierig ist, allein voranzukommen. Die globale Zusammenarbeit ist die neue Richtung. 1985 haben die USA, die Sowjetunion, Europa und Japan gemeinsam das "International Thermonuclear Experimental Reactor" (ITER) - Programm gestartet. China hat 2006 beigetreten und gemeinsam mit der Europäischen Union, Indien, Japan, Südkorea, Russland und den USA das ITER - Programmabkommen unterzeichnet. Es ist bisher die größte internationale Forschungs - Kooperationsplattform.

Zur gleichen Zeit setzen die Länder auch an kleinen Experimentiergeräten weiterarbeiten. Das 2006 in China errichtete EAST hat den Rekord mehrmals verbessert und dieses Jahr sogar 1000 Sekunden bei einer Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius betrieben. Das 2009 in den USA errichtete National Ignition Facility (NIF) hat 2022 erstmals einen Nettoenergiegewinn erzielt. Menschen haben endlich die Schwelle für die "Verwendbarkeit von Fusionsenergie" erreicht.

In den 2020er Jahren hat die Kernfusionsforschung einen entscheidenden Wendepunkt erreicht: Die Reife von Technologien wie Hochtemperatursupraleitung und AI - Steuerung hat die Größe der Geräte verkleinert und die Kosten gesenkt. Die globale Nachhaltigkeitsanforderung hat die Entwicklung von kohlenstofffreien Energien vorangetrieben. Kapitalgeber und Technologiekonzerne beginnen, aktiv in die Branche einzusteigen.

Die Finanzierungsrekorde von CFS, das Google - Abkommen und das erste Abkommen zwischen Microsoft und Helion bedeuten, dass die Fusion nicht mehr nur reine Forschung ist, sondern dass es einen klaren Zeitplan für den Bau von kommerziellen Kraftwerken in den 2030er Jahren gibt.

Warum setzen Großkonzerne auf die Kernfusion?

Die Essenz der kontrollierten Kernfusion besteht darin, "die Sonne beim Leuchten und Wärmegeben zu imitieren".

Das hohe Temperaturniveau und der hohe Druck im Sonnenkern pressen Wasserstoffatome (Deuterium, Tritium) zu Heliumkernen zusammen und setzen dabei enorme Energie frei.

Im Vergleich zu den bestehenden Energiequellen ist die kontrollierte Kernfusion eine "Dimensionsreduktion - Attacke":

Man muss bedenken, dass die Fusionsenergie des Deuteriums in 0,03 Gramm Meerwasser der Energie von 300 Litern Benzin entspricht. Diese Energiedichte ist für herkömmliche Energiequellen völlig unerreichbar. "Kontrolliert" bedeutet, dass die Fusionsreaktion wie ein "temperaturregulierbarer Ofen" funktioniert, d. h. es wird stetig Energie erzeugt, aber es kommt nicht wie bei einer Wasserstoffbombe zu einer plötzlichen Explosion. Die gegenwärtige Technologie kann die Kontrolle nur kurzzeitig gewährleisten, aber es ist noch ein langer Weg bis zur stabilen kommerziellen Nutzung.

Im Vergleich zu den bestehenden Energiequellen ist die Kernfusion eine "Dimensionsreduktion - Attacke":

Erstens ist sie sauber: Die Kernfusion erzeugt nur sicheres Heliumgas, emittiert kein Kohlendioxid und hat fast keine Umweltverschmutzung und keine Rückstände.

Zweitens sind die Rohstoffe unbegrenzt: Deuterium kann aus Meerwasser gewonnen werden. Die Fusionsenergie des Deuteriums in einem Liter Meerwasser entspricht der Energie von 300 Litern Benzin. Tritium ist zwar selten, kann aber künstlich hergestellt werden, so dass man keine Sorge um die Knappheit haben muss.

Drittens ist sie sicher: Die Kernfusionsreaktion erfordert extreme und strenge Bedingungen. Sobald das Gerät ausfällt, stoppt die Reaktion sofort, und es kommt weder zu einer Explosion noch zu einer Leckage.

Einfach ausgedrückt, bedeutet die kommerzielle Nutzung der kontrollierten Kernfusion, dass Menschen einen "ewigen Powerbank" in der Hand haben.

Warum sind Google, Microsoft und andere Großkonzerne bereit, in Fusionskraftwerke zu investieren?

Die Antwort ist einfach: Sie haben bald "keinen Strom mehr".

Für Großkonzerne sind die Rechenzentren am wichtigsten. Google hat weltweit mehrere Dutzend Rechenzentren, die rund um die Uhr laufen, um Daten zu speichern und KI - Algorithmen auszuführen. Der Jahresstromverbrauch entspricht dem eines mittelgroßen Staates. In den letzten Jahren hat der Stromverbrauch der Rechenzentren aufgrund des KI - Boom stark zugenommen. Die IAE schätzt, dass der Stromverbrauch der globalen Rechenzentren bis 2030 verdoppeln wird, wobei KI der Haupttreiber für diesen Anstieg ist.

Was noch wichtiger ist, müssen die Großkonzerne auch dem "Druck der Kohlenstoffneutralität" standhalten. Derzeit setzt die Welt auf die Kohlenstoffneutralität, und die Europäische Union plant sogar die Einführung einer "Kohlenstoffsteuer". Wenn die Rechenzentren weiterhin Strom aus Kohle oder Gas beziehen, ist nicht nur der Kostenaufwand hoch, sondern es kann auch das Unternehmensimage beeinträchtigen.

Andere Arten von sauberen Energiequellen haben derzeit ein großes Problem: Windkraft und Photovoltaik sind wetterabhängig, die Energiespeicherung ist teuer und die Speicherzeit ist kurz. Die Kernfusion kann genau diese Probleme lösen: Sie kann rund um die Uhr stabil Strom produzieren, ist kohlenstoffneutral und die Rohstoffe sind billig.

Großkonzerne wollen in eine Branche investieren, die realisierbar ist.

Google hat nicht nur einen Stromkaufvertrag unterzeichnet, sondern auch zusammen mit Nvidia und Bill Gates 863 Millionen US - Dollar an neue Kapital in CFS investiert. Zusammen mit den 1,8 Milliarden US - Dollar von 2021 hat CFS fast 3 Milliarden US - Dollar an Kapital angezogen.

Die Großkonzerne haben die Zahlen zusammengezählt: Wenn sie in Zukunft expandieren wollen, müssen sie sicherstellen, dass sie die "Energiequelle" in der Hand haben.

Die Star - Firma CFS aus Sicht des Kapitals

Wenn man über die derzeitigen Star - Firmen in der Nuklearfusionsbranche spricht, ist CFS unbestreitbar an der Spitze.

Wenn man über CFS spricht, muss man auch über seinen Gründer Bob Mumgaard sprechen. Dieser Physiker aus dem Plasmalabor des MIT gründete 2018 mit seinem Team ein Startup. Niemand hätte gedacht, dass diese Firma, die erst seit fünf oder sechs Jahren existiert, der "Kapitalmagnet" in der globalen Fusionsbranche werden würde. Sie hat bisher insgesamt fast 3 Milliarden US - Dollar an Kapital angezogen, was ein Drittel der gesamten privaten Finanzierung in der Fusionsbranche ausmacht.

Der Wendepunkt in der Geschichte war im Dezember 2021: Mumgaard und sein Team öffneten mit ihrer "Geheimwaffe" - der Hochtemperatursupraleitungs - Magnettechnologie - die Tore des Kapitals und bekamen auf einmal 1,8 Milliarden US - Dollar an B - Runde - Finanzierung.

Als die Liste der Investoren veröffentlicht wurde, war die gesamte Branche schockiert: Bill Gates' Breakthrough Energy Ventures, George Soros' Quantum Fund, Google Muttergesellschaft Alphabet, Tiger Global Management und sogar Tech - Großmeister wie Salesforce - Gründer Benioff waren bereit, für dieses "Sonnenerzeugungs" - Projekt zu bezahlen.

Das Vertrauen von Mumgaard und seinem Team stammt von einem Laborerfolg im Winter 2021: Sie haben drei Monate lang gearbeitet und schließlich erfolgreich einen Hochfeld - Supraleitungs - Magnetring mit 20 Tesla getestet. Dies ist eine Magnetfeldstärke, die in der Tokamak - Geschichte noch nie erreicht wurde. Man muss bedenken, dass der Magnet des International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) nur 5,3 Tesla hat. Je stärker das Magnetfeld ist, desto stärker ist die Fähigkeit, das ultraheiße Plasma einzuschließen, und desto kleiner kann das Gerät sein.

Dies bedeutet, dass der Reaktor von der Größe eines "Stadions" auf ein Sechzigstel seiner ursprünglichen Größe reduziert werden kann.

Mumgaard sagte auf der Pressekonferenz: "Früher dachte man, dass die 'künstliche Sonne' unerreichbar sei, weil die Geräte groß und teuer waren. Jetzt haben wir bewiesen, dass auch kleine Geräte den hohen Druck und die hohe Temperatur der Fusion aushalten können."

Kürzlich hat CFS weitere 863 Millionen US - Dollar an neuen Kapital erhalten. Diesmal haben nicht nur die alten Aktionäre wie Gates und Schmidt ihre Investitionen erhöht, sondern auch Nvidia und Morgan Stanley sind an Bord gekommen. Nvidia möchte ein KI - Steuerungssystem für das Fusionsgerät anbieten, und Google hat direkt 200 Megawatt Strom (die Hälfte des Stroms aus dem ersten kommerziellen Kraftwerk ARC) für seine Rechenzentren bestellt.

Derzeit wird das SPARC - Testgerät von CFS in der Nähe von Boston gebaut. Es ist geplant, dass es zwischen 2025 und 2026 in Betrieb genommen wird und "mehr Energie produziert als es verbraucht". Wenn alles glatt geht, wird nach der Verifizierung des Kernerfolgs 2027 ein Demonstrationskraftwerk ARC in Virginia gebaut und es wird bemüht, dass es um 2030 an das Netz angeschlossen wird.

Das ARC - Kraftwerk ist teuer in der Herstellung und mit großen Risiken verbunden, aber das Team und die Investoren sind bereit, das Risiko einzugehen, denn wenn es erfolgreich ist, wird die Menschheit über unendlich viel kohlenstofffreien Strom verfügen.

Heute ist CFS keine kleine Werkstatt mehr: Das Team hat sich auf über tausend Mitarbeiter erweitert und die Magnetringe im Labor sind nun reale Geräte. Mumgaard sagt oft: "Wir machen nicht nur eine Technologie, sondern verwirklichen den Energie - Traum einer ganzen Gruppe von Menschen."

Der globale Wettlauf um die "künstliche Sonne"

Die Welt ist im Wettlauf um die "künstliche Sonne".

Helion in den USA verfolgt nicht den Tokamak - Ansatz, sondern die "Magnet - Inertial - Fusion (MIF)". 2021 erhielt es 500 Millionen US - Dollar an Investitionen von Sam Altman, dem Gründer von OpenAI, und unterzeichnete mit Microsoft einen Stromliefervertrag bis 2028.

TAE Technologies, ebenfalls eine US - Firma, ist ein "Altvorderhund" in der Branche. Sie wurde 1998 gegründet und hat bisher insgesamt etwa 1,35 Milliarden US - Dollar an Kapital angezogen. Die Investoren umfassen Silicon - Valley - Milliardäre wie Paul Allen, Google Muttergesellschaft Alphabet und Ölkonzerne wie Chevron. Ihr Ziel ist es, in den 2030er Jahren einen Deuterium - Deuterium - Fusionsprototyp zu entwickeln und schließlich die "wasserstoff - bor - strahlungsfreie Fusion" zu erreichen.

Tokamak Energy in Großbritannien ist das größte europäische Fusionsstart - up. Es verfolgt den "verbesserten Tokamak" - Ansatz. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Kugel - Tokamak - Technologie