Das Fenster zur ultimativen Energie wird gerade von KI aufgestoßen

Einführung: 

Von Embodied Intelligence bis hin zu AI for Science, von Quantencomputing bis hin zu kommerzieller Raumfahrt, Brain-Computer-Interface und Kernfusion – immer mehr Technologien, die einst nur im Labor verblieben, machen sich auf den Weg in die industrielle Realität. Sie mögen noch nicht der Mittelpunkt der Zeit sein, aber sie zeugen von neuen zukünftigen Branchen und formen die zugrunde liegende Infrastruktur der menschlichen Gesellschaft in den kommenden Jahrzehnten neu.

Und Künstliche Intelligenz (KI) wird zu einem der wichtigsten Treiber dieses Prozesses. Sie ist nicht mehr nur eine Basistechnologie, sondern formt Schlüsselbereiche wie Computation, Energie, Fertigung und Lebenswissenschaften neu und beschleunigt die Umsetzung zukünftiger Branchen von wissenschaftlichen Durchbrüchen in die Realität.

Deshalb interessiert und investiert BV nicht nur in die KI selbst, sondern auch in die nächste Generation zivilisatorischer Infrastrukturen, die von originellen technologischen Durchbrüchen angetrieben werden und die zukünftige Branchenlandschaft bestimmen können. Wir glauben, dass die Entstehung zukünftiger Branchen oft in technologischen Richtungen beginnt, zu denen noch keine Einigkeit besteht, und dass echte weltverändernde Innovationen immer noch im Verborgenen geschehen, bevor sie weitgehend wahrgenommen werden. 

„Das Vorspiel der Zukunft“ ist eine Serie von Beobachtungen zukünftiger Branchen, die von BV herausgegeben wird. Wir konzentrieren uns auf die wichtigen technologischen Richtungen, die die Zukunft eröffnen, dokumentieren die Schlüsselmomente, in denen wissenschaftliche Durchbrüche in die industrielle Umsetzung münden, und erkunden, wie technologische Durchbrüche die Grenze zwischen Labor und realer Welt überwinden und schließlich zu neuen Branchenkräften werden, die den Fortschritt der Zeit antreiben. 

Denn die Entstehung jeder zukünftigen Branche beginnt mit einem Vorspiel, das noch nicht vollends wahrgenommen wird. 

Zunächst die Meinung:

Xie Siwei, stellvertretender Investitionschef von BV Baidu Ventures: „Der rasante Fortschritt der KI-Rechenleistung stößt auf die Stromversorgungsgrenze. Kernfusion ist fast die einzige Energiequelle, die gleichzeitig sauber, stabil, fast unendlich und im Wesentlichen sicher ist. Als Frühstadien-Investitionsgesellschaft haben wir nach intensiven Recherchen festgestellt: Kernfusion ist die unterste Energierampe der KI-Zeit, und die Branche befindet sich im entscheidenden Übergang von der „wissenschaftlichen Validierung“ zur „technischen Umsetzung“.“

01. Die KI stößt auf die Energierampe

In den letzten zehn Jahren ging es bei der Diskussion über KI um Algorithmen, Modelle und Rechenleistung. Aber mit der stetigen Vergrößerung der Modellgröße taucht ein tieferes Problem auf: Das Ende der KI könnte nicht das Problem der Rechenleistung sein, sondern das Problem der Energie.

Jensen Huang hat auf der GTC 2026 ein Diagramm gezeichnet, in dem er die Branchenstruktur der KI-Zeit in fünf Ebenen aufteilt: App → Modelle → Infrastruktur → Chips → Energie. 

Die unterste Ebene ist die Energie.

Wenn man von den ersten Prinzipien ausgeht – die Essenz der KI ist die Erzeugung von Token, die Erzeugung von Token erfordert Rechenleistung, und die Grenze der Rechenleistung liegt nicht in den Chips, sondern in der Stromversorgung. 

Schauen wir uns einige Zahlen an: 

 Datenquelle: Goldman Sachs, Bernstein Research 

Der Strombedarf hat einen explosionsartigen Anstieg gezeigt: 

• In den letzten 5 Jahren hat der Strombedarf chinesischer Rechenzentren jährlich um 24,1 % gewachsen; 

• In den nächsten 5 Jahren wird ein durchschnittlicher jährlicher Wachstumsrate von 13,0 % erwartet; 

• Die Stromkosten machen mehr als 50 % der gesamten Betriebskosten von Rechenzentren aus. 

Im größeren Bild wird der gesamte Strombedarf in China bis 2030 auf 1,35 Millionen TWh ansteigen und bis 2050 auf 2,5 Millionen TWh. 

Wer wird dann diesen Strom produzieren?

Kohle – die nutzbare Restmenge reicht für 47 Jahre; Öl – 97 % davon wurde im 20. Jahrhundert entdeckt; erneuerbare Energien – sie sind intermittierend und erfordern Energiespeicher; Kernspaltung – die Schatten von Tschernobyl und Fukushima sind noch nicht vollständig verschwunden. 

Und der starke Anstieg des Strombedarfs, den die KI mit sich bringt, ist kein langfristiges Problem. Anhand der Aktionen großer Unternehmen im In- und Ausland wird geschätzt, dass das Training von GPT-6 monatlich 72 Millionen Kilowattstunden Strom verbraucht. OpenAI plant, mindestens 10 Gigawatt an KI-Rechenzentren zu errichten. Alibaba plant, in den nächsten drei Jahren mehr als 380 Milliarden Yuan in die KI-Infrastruktur zu investieren. Baidu hat angegeben, dass die Stromversorgung der Kernengpass der KI ist, und dass Chinas Stromvorteile in Rechenleistungsexporte umgewandelt werden können. 

Deshalb treibt die KI eine Energierevolution voran.

02. Wer wird die nächste Generation von Energiequellen für die KI bereitstellen?

Wenn man sagt, dass Kernfusion in den letzten Jahrzehnten eher der Traum von Wissenschaftlern war, dann ist die Frage heute: Hat die Menschheit bereits die Fähigkeit, diese Technologie in die Praxis umzusetzen?

Kernfusion ist nicht „eine andere Form der Kernenergie“. Spaltung ist das Aufbrechen von Atomen, Fusion ist das Verschmelzen von Atomen, und die physikalischen Prozesse sind völlig unterschiedlich.

Eine Reihe von Zahlen kann dies belegen: Die Energie, die durch die Fusion von 1 Kilogramm Deuterium freigesetzt wird, entspricht der von 7.000 Tonnen Benzin oder 10.000 Tonnen Kohle. Das Brennstoffgewicht beträgt nur ein Zehnmillionstel von Kohle.

Konzeptbild einer Fusionsanlage

Fusion hat einige einzigartige Merkmale im Bereich der Energieversorgung: Null CO₂-Emissionen, die Halbwertszeit von Tritium beträgt nur 12,43 Jahre, und die Strahlungsmenge ist äußerst gering; die Energiedichte ist 4,2-mal höher als bei der Kernspaltung; Deuterium stammt aus Meerwasser, 1 Liter Meerwasser enthält Deuterium, dessen Energie etwa der von 300 Litern Benzin entspricht, und die globale Reserven reichen für Milliarden von Jahren; neues Reaktionsmaterial, Helium-3, kann möglicherweise in großen Mengen vom Mond gewonnen werden; die Anlage kann rund um die Uhr betrieben werden, unabhängig von den Wetterbedingungen; die Reaktion erfordert extreme Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen, und wenn die Anlage ausfällt, wird die Reaktion automatisch beendet, ohne kritische Risiken.

Theoretisch kann die Stromkosten pro Kilowattstunde bei Kernfusion auf 0,15–0,3 Yuan/KWh gesenkt werden und im Langzeitverlauf sogar gegen Null gehen.

Heute ist Kernfusion kein Science-Fiction mehr, sondern eine Möglichkeit, die von den physikalischen Gesetzen zugelassen wird. Die verbleibende Frage ist: Können wir die kontrollierte Kernfusion herstellen?

03. Hat die Kernfusion wirklich begonnen?

Es gibt ein berühmtes Witzchen über die Kernfusion: Die Kommerzialisierung ist immer noch 50 Jahre entfernt. Dieses Witzchen wurde am 5. Dezember 2022 gebrochen.

An diesem Tag hat das US-amerikanische Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in der National Ignition Facility (NIF) 2,05 Megajoule Energie eingesetzt und 3,15 Megajoule erzeugt – erstmals hat die Menschheit einen positiven Energiegewinn bei der Fusion erreicht (Q≈1,5).

Aber die NIF basiert auf der inerten Einschränkung und dient der Forschung an Atomwaffen. Sie ist noch weit von der Stromerzeugung entfernt.

Interessanter ist der Meilenstein auf dem Weg der magnetischen Einschränkung:

Hier gibt es ein Schlüsselkonzept – der Q-Wert. Q > 1 bedeutet Nettoenergiegewinn, Q > 10 hat eine vorläufige kommerzielle Wertigkeit, Q > 20–30 ist die Schwelle für die Massenkommerzialisierung.

Der aktuelle Stand der Menschheit bei dem Q-Wert: Wir haben gerade den Wert 1 überschritten, und es ist noch ein langer Weg bis zu 30.

Aber die Richtung der Kernfusion ist unumstritten. Sogar im Jahr 2026 befinden wir uns am Wendepunkt, von der „wissenschaftlichen Machbarkeitsüberprüfung“ zur „technischen Umsetzbarkeit“ zu gelangen.

Der rasante Fortschritt der KI-Rechenleistung stößt auf die Stromversorgungsgrenze – dies ist keine Prophezeiung, sondern eine Mathematik, die sich gerade abspielt. Kernfusion ist nicht eine von vielen Optionen, sondern die einzige Energiequelle, die gleichzeitig sauber, stabil, fast unendlich und im Wesentlichen sicher ist. Das Witzchen „immer noch 50 Jahre“ wurde in dem Laserstrahl des LLNL gebrochen. Die Frage ist nicht mehr, „ob“, sondern „wie schnell“.

04. Bevor ein Konsens entsteht, setzt der Markt auf drei zukünftige Szenarien

Kernfusion ist nicht eine einzige Technologie, die bis zum Ende verfolgt wird. Derzeit gibt es drei Einschränkungsarten, die völlig unterschiedlichen Technologien und kommerziellen Zeitplänen entsprechen:

1. Magnetische Einschränkung (hauptsächlich Tokamak) – am reifsten und am aufwändigsten

 Tokamak-Anlage

Ein ringförmiges Magnetfeld hält ein Plasma von einer Milliarde Grad in einem ringförmigen Behälter. ITER, Chinas EAST und HL-2M folgen diesem Weg.

Es kann stetig Strom erzeugen, und es gibt die stärkste technologische Basis. Aber die herkömmlichen Anlagen sind riesig und kostspielig (ITER kostet über 20 Milliarden US-Dollar), die Lebensdauer der Innenwände der Anlagen ist bei der Bestrahlung mit hochenergetischen Neutronen begrenzt, und der Stromerzeugungswirkungsgrad beträgt etwa 30 % – im Wesentlichen handelt es sich immer noch um das „Kochen von Wasser“.

Hier gibt es eine Schlüsselvariable: Die Bedeutung der Hochtemperatursupraleitung (HTS) für die Kernfusion ist vergleichbar mit der Bedeutung des Moore-Gesetzes für die Chips – REBCO-Bänder können in der flüssigen Stickstofftemperatur einen starken Magnetfeld von über 20 Tesla erzeugen, wodurch die Größe des Tokamak auf 1/20–1/10 der herkömmlichen Größe reduziert werden kann. Die kompakte Fusionsreaktor ist dank dieser Technologie von einem Traum zu einem technischen Problem geworden.

2. Magnetisch-inerte Einschränkung (Field-Reversed Configuration, FRC usw.) – am radikalsten, am schnellsten und am riskantesten

Die Field-Reversed Configuration (FRC) ist ein neuer Weg, der die Merkmale der magnetischen und inerten Einschränkung kombiniert: Die Kernreaktion findet nur im Kernbereich statt, es ist ein pulsierender Betrieb, und es ist nicht erforderlich, ein stabiles Plasma aufrechtzuerhalten.

Der Vorteil besteht darin, dass die Kosten äußerst gering sind (nur 1–1,5 Milliarden Yuan) und der Zeitraum kurz ist (5–6 Jahre), und die Struktur ist einfach und wartungsfreundlich. Aber die physikalische Validierung ist am wenigsten ausführlich, und der Q-Wert wurde noch nicht von einer vertrauenswürdigen dritten Partei bestätigt.

Das US-amerikanische Helion Energy ist die Spitze auf diesem Weg. Es hat über 1 Milliarde US-Dollar an Kapital beschafft und hat mit Microsoft einen Wettscheinvertrag unterzeichnet, in dem es verspricht, bis 2028 50 MW Strom zu liefern