Unter der Leitung eines Akademikers und mit Investitionen von Unternehmen wie Lenovo hat "Anton Fusion" seine erste Finanzierungsrunde von fast 100 Millionen Yuan abgeschlossen | Exklusivbericht von 36Kr

Text | Zhang Bingbing

Redaktion | A Zhi

36Kr hat erfahren, dass Anton Fusion (Beijing) Technology Co., Ltd. (im Folgenden als „Anton Fusion“ bezeichnet) kürzlich die Abschluss eines ersten Finanzierungsrunden von fast 100 Millionen Yuan angekündigt hat. Die Investoren sind Lenovo Star, Qifu Capital, Pangu Venture Capital, Daoyi Capital und Tsinghua Alumni Fund. Die Mittel werden für die Aufstellung eines Vorderstraßen-Talentepools, die Forschung und Entwicklung des Fusionsantriebssystems sowie den Bau von Experimentiersystemen und Testplattformen verwendet.

„Anton Fusion“ wurde im November 2022 gegründet. Als das erste kommerzielle Team für Z-Pinch-Fusion in China ist es sich verpflichtet, die Technologie des Z-Pinch-Energiekonzepts zu beschleunigen, Antriebstechnologien und -systeme für die kontrollierte Kernfusion zu entwickeln und starke Unterstützung für die spätere Planung, den Bau und die kommerzielle Stromerzeugung zu bieten.

Der Chefwissenschaftler von „Anton Fusion“, Peng Xianjue, ist Akademiker der chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften und Kernenergieexperte. Er hat sich seit langem mit Kernfusionsexperimenten befasst und war weltweit der erste, der das Energiekonzept des „Z-Pinch-Fusions-Fissions-Hybridreaktors“ vorgeschlagen hat. Der Z-Pinch-Antrieb ist der Kernbestandteil seines Energiekonzepts und steht in direktem Zusammenhang mit der Anwendbarkeit des Energiekonzepts.

Die Teammitglieder von „Anton Fusion“ kommen aus dem Staatlichen Netzwerk, der chinesischen Nuklearindustrie und Tsinghua Universität. Derzeit wird an der Forschung und Entwicklung eines Fusionsantriebssystems (mit langlebiger Wiederholungsfrequenzbetrieb) gearbeitet. Das Ziel ist, innerhalb von etwa drei Jahren ein Vierweg-Demonstrationssystem (mit einer Wiederholungsbetriebsdauer von Millionen von Zyklen) aufzubauen und innerhalb von etwa fünf Jahren die Fähigkeit zu erlangen, einen großen Antrieb der Klasse 60 MA zu bauen. Das zukünftige Ziel ist, eine Wiederholungsbetriebsdauer des Antriebs von über zehn Millionen Malen zu erreichen, um für das Bauen eines Z-Pinch-Energie-Demonstrationsprojekts bis 2035 und die Einspeisung in das Stromnetz bis 2040 eine entscheidende Unterstützung zu bieten.

I. Die kontrollierte Kernfusion tritt in das Zeitalter der Kommerzialisierung ein

Die kontrollierte Kernfusion ist der Schlüssel zur Lösung der zukünftigen Energieversorgung der Menschheit. Im September dieses Jahres wurde das „Gesetz der Volksrepublik China über die Atomenergie“ offiziell verabschiedet, in dem klar heißt: „Der Staat ermutigt und unterstützt die wissenschaftliche Forschung und die technologische Entwicklung der kontrollierten thermischen Kernfusion.“ Im Oktober hat Deutschland das Handlungsprogramm „Deutschland auf dem Weg zum Kernfusionskraftwerk“ verabschiedet. Bis 2029 werden in diesen Bereich insgesamt mehr als 2 Milliarden Euro investiert, um die entsprechende Forschung zu fördern und die Errichtung von Forschungsinfrastrukturen und technologischen Demonstrationsanlagen zu unterstützen. Kürzlich hat die amerikanische Fusion Industry Association ein Weißbuch zur Kernfusion veröffentlicht, in dem vorgeschlagen wird, die Kernfusion als Angelegenheit der nationalen Sicherheit zu definieren, als Schwerpunkt des Wettbewerbs um die Energietechnologie der nächsten Ära und festzustellen, dass bis 2028 mehr als zwei von der Industrie geführte Demonstrationskraftwerke in Bau gehen werden.

Darüber hinaus setzen Technologiegiganten weiterhin auf die kontrollierte Kernfusionindustrie. Anfang dieses Jahres hat die kommerzielle Fusionsfirma Helion Energy die Abschluss einer neuen Finanzierungsrunde von 425 Millionen US-Dollar angekündigt. Sie hatte zuvor einen Stromkaufvertrag mit Microsoft abgeschlossen und plant, ab 2028 Strom aus einem 50-Megawatt-Fusionskraftwerk zu liefern. Im Juni hat das Kernfusionsenergie-Startup CFS die Gründung einer strategischen Partnerschaft mit Google angekündigt und einen Vertrag über die kommerzielle Stromversorgung von 200 Megawatt unterzeichnet. Im August hat CFS eine Finanzierung von 863 Millionen US-Dollar erhalten, wobei die Investoren Unternehmen wie Nvidia und Google umfassen.

Dieser Schlüsselbereich hat auch die Aufmerksamkeit des chinesischen Kapitalmarktes erregt. Daten von IT Juzi zeigen, dass bis Juli dieses Jahres insgesamt 19 öffentliche Investitionsevents im Fusionssektor stattgefunden haben, 12 Unternehmen investiert wurden und die Gesamtfinanzierungsmenge über zehn Milliarden Yuan beträgt. „Dieses Jahr ist das Jahr, in dem chinesische Unternehmen für kontrollierte Kernfusion in großer Anzahl gegründet und finanziert wurden. Unter diesem Aspekt kann man dieses Jahr als das erste Jahr der kommerzialisierung der kontrollierten Kernfusion in China bezeichnen.“ Laut der Analyse von Liu Cheng, CEO von „Anton Fusion“, ist die kontrollierte Kernfusion noch weit von einem wissenschaftlichen Erfolg und einer reifen Industrie entfernt. Viele kommerzielle Unternehmen in der gegenwärtigen Phase wurden von Personen gegründet, die zuvor an Hochschulen und Forschungsinstituten an der Kernfusionstechnologie geforscht haben, um die Entwicklung der kontrollierten Kernfusionstechnologie durch kommerzielle Mittel zu beschleunigen.

Die Branche schätzt, dass es 10 bis 15 Jahre dauern wird, bis die kontrollierte Kernfusionstechnologie reif ist. Der Schlüsselhärtepunkt liegt darin, „Energiegewinn“ und „Kontrollierbarkeit“ zu erreichen.

Einfach ausgedrückt, ist die Kernfusionsreaktion ein Prozess, bei dem Gasmoleküle in einem Hochtemperatur- und Hochdruckumfeld von über einer Milliarde Grad Celsius vollständig in ein heißes Plasma ionisiert werden, so dass leichte positiv geladene Atomkerne die elektrische Abstoßung überwinden und eine Fusionsreaktion eingehen, bei der enorme Energie freigesetzt wird.

Die kontrollierte Kernfusion besteht darin, heißes Plasma zu erzeugen und es in einem bestimmten Raum zu halten, damit die Fusionsreaktion kontinuierlich stattfindet. Gleichzeitig muss der Prozess oder das Ausmaß der Fusionsreaktion kontrolliert werden, um Energiegewinn zu erzielen und so nachhaltig nutzbare saubere Energie zu erzeugen. Das typischste System für kontrollierte Kernfusion im Universum ist die Sonne: In ihrem Inneren findet eine Fusionsreaktion unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen statt, bei der Energie freigesetzt wird. Die Sonne hält dann die Kernbrennstoffe durch ihre enorme Gravitation zusammen, um eine stabile Energieabgabe zu gewährleisten.

Die gravitationsgesteuerte Kernfusion existiert nur im Universum, und die Menschheit kann die Gravitation nicht nutzen, um heißes und hochkomprimiertes Plasma zu kontrollieren. Die derzeitigen Hauptforschungrichtungen für die Kontrolle der Kernfusion lassen sich in zwei Kategorien unterteilen: die Trägheitskontrolle und die Magnetkontrolle.

Bei der Trägheitskontrolle wird ein Brennstofftarget mit hoher Energie in einem kurzen Moment beschossen. Durch eine spezielle Gestaltung wird es auf Hochtemperatur und hohe Dichte komprimiert, um eine Kernfusionsreaktion auszulösen. Aufgrund der Trägheit des Masses kann eine gewisse Energieabgabe erzielt werden. Bei der Magnetkontrolle wird ein spezielles starkes Magnetfeld verwendet, um ein „Gefängnis“ zu schaffen, in dem heißes und niedrigdichtes Plasma über einen langen Zeitraum gehalten wird, um so die Energieabgabe durch Kernfusion zu ermöglichen.

II. Ein wirtschaftlich effizienter und technisch machbarer Weg für die kontrollierte Kernfusion

Das „Z“ in „Z-Pinch“ steht für den axialen Strom (in Z-Richtung), der durch das Plasma in einer metallischen Hülse fließt. Der starke Strom erzeugt ein azimuthales Magnetfeld, und das Plasma bewegt sich aufgrund der Lorentzkraft, die durch sein eigenes Magnetfeld erzeugt wird, in Richtung der Achse (Pinch). Dies führt zu einer Kompression und Implosion des Plasmas (elektromagnetische Implosion). Wenn sich das Plasma mit hoher Geschwindigkeit (hundert Kilometer pro Sekunde) auf ein Objekt stößt, wird es abgebremst, und die kinetische Energie wird in innere Energie und Röntgenstrahlung umgewandelt. Die Röntgenstrahlung kann dann verwendet werden, um die Kernfusion in einem Target auszulösen.

„Einfach ausgedrückt, ist der Z-Pinch eine Art 'künstlicher Blitz'. Im Wesentlichen wird durch einen impulsartigen Starkstrom ein Magnetfeld erzeugt, das wiederum die Implosion des Plasmas auslöst. Beim Auftreffen auf das Target wird eine große Menge an intensiver Röntgenstrahlung erzeugt.“ Laut Liu Cheng wird diese Methode in der amerikanischen Wissenschaftszene inzwischen auch als impulsartige Magnetfeld-Trägheitskontrolle bezeichnet. Dieser Ansatz ist jünger und neuartiger als die bisherigen Kontrollmethoden.

Bei der kommerziellen Stromerzeugung durch kontrollierte Kernfusion müssen verschiedene Faktoren wie technische Machbarkeit, Kommerzialisierungschwierigkeiten, Sicherheit und wirtschaftliches Potenzial berücksichtigt werden. Die Vorteile des Z-Pinch-Ansatzes von „Anton Fusion“ für die Kommerzialisierung liegen in folgenden Punkten:

Technisch gesehen erzeugt der Z-Pinch-Ansatz durch die Entladung von Hochspannungskondensatoren einen 'künstlichen Blitz', der die Kernfusion auslöst und eine große Menge an Energie freisetzt. Die Technologie ist einfacher und direkter, der Energieumwandlungswirkungsgrad ist hoch, die zur Verfügung stehende Energie ist ausreichend und die Kosten sind niedrig. Im Vergleich zu anderen Technologien ist der für den Z-Pinch-Ansatz erforderliche Fusionsantrieb robuster und zuverlässiger und eignet sich besser für kommerzielle Anwendungen. Darüber hinaus hat die Entwicklung der Pulsleistungstechnologie in den letzten Jahren ermöglicht, dass der 'künstliche Blitz'-Antrieb über einen langen Zeitraum mit hoher Wiederholungsrate betrieben werden kann, was die kontinuierliche Einspeisung von Kernfusionsstrom in das Netz möglich macht.

Beim Aspekt der Kommerzialisierung geht es um die Massenproduktion, die Kostensenkung und die Effizienzsteigerung. In der Industrie erfordert dies eine zuverlässige Lieferkette, eine hohe Ausbeute, niedrige Kosten, eine ausreichende Produktionskapazität und eine einfache Herstellungstechnologie. Aus diesen Gesichtspunkten kann „Anton Fusion“ seine Stärken in der physikalischen Gestaltung nutzen und sich auf die Stärken der chinesischen Industrie in den Bereichen Energiespeicherung, Elektrizität und Fertigung verlassen. Durch die Synergieeffekte der gesamten Branche kann der Prozess der kommerziellen Stromerzeugung durch kontrollierte Kernfusion beschleunigt werden.

Insgesamt bietet das Z-Pinch-Energiesystem eine inhärente Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, eine effiziente Nutzung der Kernenergieressourcen, eine Energieversorgung über Jahrtausende, eine Unterstützung der Kernreaktoren und der erneuerbaren Energien sowie eine Umweltfreundlichkeit. Es gibt derzeit keine unüberwindbaren Hindernisse, und das System kann in die Phase der technischen Validierung und Demonstration eintreten. Wenn alles glatt verläuft, besteht die Hoffnung, dass China als erstes Land in die Ära der Kernfusionsenergie eintreten kann.

III. Die Zusammenarbeit eines dreigenerationenwissenschaftlichen Teams beschleunigt den kommerziellen Prozess der kontrollierten Kernfusion

Das Erreichen der 'Kernfusionszündung und der Energiefreisetzung in großem Maßstab' ist ein wichtiges Kriterium für die Machbarkeit aller Ansätze der kontrollierten Kernfusion. Der Kernindikator ist der Energiegewinnfaktor Qeng > 1, was bedeutet, dass die ausgegebene Energie größer als die eingegebene Energie ist, damit die Kernfusion möglicherweise zu einem Energiesystem werden kann. Offizielle Informationen zeigen, dass derzeit nur das amerikanische National Ignition Facility (NIF) erfolgreich die 'Zündung' erreicht hat und auf wissenschaftlicher Ebene Qsci > 1 erzielt hat.

„Bisher hat noch kein Ansatz den technischen oder systemischen Qeng > 1 erreicht, was zeigt, wie schwierig die Kernfusionsenergie ist.“ Liu Cheng glaubt, dass der Z-Pinch-Ansatz in 5 bis 8 Jahren Qeng > 1 erreichen kann.

Mit diesem Ziel hat „Anton Fusion“ mit der physikalischen Gestaltung und dem Ausführungsplan des gesamten Systems begonnen, indem es sich auf das wiederholende Antriebssystem der Kernfusion konzentriert. Bei der Ausrüstung wird eine Reihe von Entwicklungsarbeiten durchgeführt, darunter die Grundentladungseinheit 'Kui Niu', das integrierte Entladungsmodul 'Lei Zhenzi', der Hochleistungsantrieb 'Thor' und das Kernfusionsantriebssystem 'Thunderbolt'.

Nach dem Plan wird „Anton Fusion“ bis Ende dieses Jahres die Konstruktion von Lei Zhenzi abschließen, nächstes Jahr eine miniaturisierte Version der Thor-Serie vorstellen und von 2027 bis 2028 auf der Grundlage von Thor die Entwicklung von Thunderbolt fortsetzen. „Wir hoffen, dass wir bis 2030 unser erstes Ziel erreichen können, nämlich die technologische Fähigkeit des Kernfusionsantriebssystems und die Massenproduktionsfähigkeit der Kernkomponentenprodukte aufbauen. Danach werden wir die Leistung des Antriebssystems weiter verbessern, um eine solide Grundlage für die technische Umsetzung und die Kommerzialisierung der Z-Pinch-Energie zu schaffen.“ resümierte Liu Cheng.

Das gesamte Forschungsteam von „Anton Fusion“ besteht aus Wissenschaftlern von weltweit führenden Hochschulen, Forschungsinstituten und großen staatlichen Unternehmen. Das Team hat viele Jahre Erfahrung in der Forschung von Z-Pinch, Pulsleistung und Zündungstechnologie und hat sich seit langem auf die Forschung und Anwendung der 'künstlichen Blitz'-Technologie spezialisiert. Um den relativ langen technologischen und kommerziellen Weg zu bewältigen, hat „Anton Fusion“ ein dreigenerationenwissenschaftliches Team aufgebaut:

Der Akademiker Peng Xianjue, ein weltweit anerkannter Kernwissenschaftler und Ingenieur, legt die technologische Richtung und die strategische Planung fest und ist der charismatische Führer von „Anton Fusion“. Mittelalterliche Wissenschaftler wie Yang Qingwei, die Erfahrung als Leiter des HL-2M Tokamak-Projekts haben, koordinieren die technologische Umsetzung und die Systemintegration. Junge Wissenschaftler wie CEO Liu Cheng sind die Hauptstreitkräfte und sind für die Entwicklung der Systemausrüstung und die kommerzielle Umsetzung verantwortlich.

Im Hinblick auf die kommerzielle Planung wird „Anton Fusion“ einerseits langfristig in die Forschung und Entwicklung der kontrollierten Kernfusionstechnologie und -ausrüstung investieren. Andererseits wird es die Entwicklung kompakterer Beschleuniger vorantreiben, um sie in der Kernabfallbehandlung, der Produktion von speziellen Isotopen und der Strahlentherapie einzusetzen, um so möglichst bald kommerziellen Umsatz zu erzielen.

36Kr Future Industries

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Darüber hinaus hat 36Kr dieses Jahr offiziell die „36Kr Unternehmensinvestitionsleitfaden-Internen Bericht“ herausgegeben. Basierend auf seiner langjährigen Erfahrung in der Wirtschaftsbranche, der regionalen Planung und der Unternehmensansiedlung bietet 36Kr umfassende, aktuelle und exklusive Informationen, um den staatlichen Verwaltungen effiziente und präzise Informationen über Industrieprojekte zu liefern. Dadurch wird es Projektbetreibern ermöglicht, Investitionen zu finden, wichtige Kontakte zu knüpfen und sich schnell in die neue Branche zu integrieren.