7 Millionen Euro für MPG Spin-out Proxima Fusion

Proxima Fusion ist das erste Spin-out aus dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP): Das Start-up wurde von ehemaligen Wissenschaftlern und Ingenieuren aus dem Max-Planck-IPP, dem MIT und Google-X gegründet. Ziel der Gruppe ist es, in den kommenden Jahren einen neuen Hochleistungsstellarator zu entwickeln. Proxima Fusion plant, dass das erste Fusionskraftwerk auf Basis eines Stellarators in den 2030er Jahren entsteht.

Auch Sterne erzeugen Energie durch Fusion. Die am besten erforschte Methode, Fusion auf der Erde zu ermöglichen, ist das Einschließen hochenergetischer, ionisierter Materie, sogenanntes Plasma, in Magnetfeldern. Große Maschinen wie Tokamaks und Stellaratoren nutzen dazu einen donutförmigen, magnetischen “Käfig”. Dazu verwenden Stellaratoren eine Vielzahl komplexer Elektromagneten außerhalb des Plasmas, während Tokamaks einfache, externe Elektromagneten mit einem großen Strom innerhalb des Plasmas kombinieren. Dadurch ist das Design eines Tokamaks zwar einfacher, aber der große Strom führt zu Schwierigkeiten bei der Stabilitätskontrolle des Plasmas, die beim Stellarator nicht auftreten. Moderne Anlagen mit magnetischem Einschluss können bereits routinemäßig Plasmen mit mehr als 100 Millionen Grad erreichen – das ist in etwa zehnmal so heiß wie das Zentrum unserer Sonne. Die Chance, die Fusion als sichere, saubere und höchst effiziente Energiequelle zu nutzen, motiviert die akademische Forschung seit vielen Jahrzehnten.

Die Arbeiten von Proxima Fusion bauen auf dem Wendelstein 7-X (W7-X) des IPP’s auf, dem mit Abstand fortschrittlichsten Stellarator der Welt. Das Design von Stellaratoren ist zwar deutlich komplexer als von Tokamaks, aber sie bieten entscheidende Vorteile für ein Fusionskraftwerk: Sie können mit weniger operativem Aufwand im stationären Zustand betrieben werden und bieten eine attraktive Lösung für die Bewältigung der Wärmebelastung der Materialoberflächen.

Die ersten Stellaratoren waren noch mit großen Nachteilen behaftet: u.a. schlechter Plasmaeinschluss bei hohen Temperaturen, hohe Verluste an Fusionsprodukten und schwer einhaltbare Konstruktionstoleranzen.

Viele dieser Probleme konnten in den letzten Jahren jedoch gelöst werden: "Die experimentellen Fortschritte von W7-X und die jüngsten Fortschritte bei der Modellierung von Stellaratoren haben das Bild radikal verändert", erklärt Francesco Sciortino, Mitbegründer und CEO von Proxima Fusion. "Stellaratoren können inzwischen die Hauptprobleme von Tokamaks überwinden und signifikant weiterentwickelt werden, wodurch die Stabilität des Plasmas verbessert und stationäre Spitzenleistungen erreicht werden."

Die Leistung von Fusionsanlagen wurde in der Vergangenheit mit dem "Tripelprodukt" aus Dichte, Temperatur und Einschlusszeit quantifiziert. Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2015 hat W7-X schnell zu den fortschrittlichsten Tokamaks aufgeholt, die bisher zusammengenommen weitaus mehr Mittel erhalten haben. Allerdings sagt das Tripelprodukt wenig über die technische und wirtschaftliche Tragfähigkeit eines Fusionskonzepts als Grundlage für ein Kraftwerk aus. W7-X kann auch hier überzeugen: Sein im Februar 2023 erzielter Rekord beim Energieumsatz, d. h. der gesamten Heizleistung multipliziert mit der Dauer des Experiments, ist nur der jüngste Beweis dafür, dass Stellaratoren wie W7-X in einer Reihe wichtiger Aspekte überlegen sind.

Proxima Fusion hat seinen Sitz in München, Deutschlands aktivstem Deep-Tech-Gründungszentrum. Die Nähe zu einem der Forschungszentren des IPP soll die Zusammenarbeit mit dem Institut erleichtern.

Jorrit Lion, Mitbegründer und Experte für die Modellierung von Stellarator-Kraftwerken, sagt: "Die deutsche Regierung hat über Jahrzehnte mit visionären Investitionen die Stellaratortechnologie in Deutschland bis zur Weltspitze vorangebracht. Auf dem dadurch geschaffenen Know-how in Instituten und Unternehmen können wir nun als Startup aufbauen. Wir bündeln jetzt diese Expertise um Fusionsenergie aus Stellaratoren ans Netz zu bringen."

Martin Kubie, der nach einem Jahrzehnt Arbeit im Formel-1-Team von McLaren, bei Google-X und dessen Spin-out Wing zu seinen Mitgründern dazugestoßen ist, ist sich der harten Arbeit bewusst, die vor dem Team liegt: "Die Fusion ist die Herausforderung unserer Zeit. Unsere Aufgabe wird es sein, sie zu einer kommerziellen Realität zu machen. In den nächsten 12 Monaten wird sich Proxima Fusion in Zusammenarbeit mit seinen akademischen und industriellen Partnern auf die Fertigstellung eines ersten Designs für ein Fusionskraftwerk konzentrieren."

Ian Hogarth von Plural Platform sagt: "Stellaratoren bieten den zuverlässigsten Weg zur Fusionsenergie. Das Team von Proxima Fusion hat den Elan und die Dynamik, die wir brauchen. Sie sind Experten aus der Fusionsforschung, die mit Ehrgeiz auf dem Stellarator Wendelstein 7-X aufbauen – einem Meisterwerk deutscher Technologie. Europa braucht den Wagemut dieses Teams und seinen Willen, sich der Herausforderung der Fusion zu stellen."

Benjamin Erhart, General Partner bei UVC Partners, sagt: "In den kommenden Jahren wird die Energiewende eine unserer existenziellsten Herausforderungen sein. Wir wissen schon heute, dass wir einen klugen Mix aus verschiedenen Energiequellen brauchen. Die Bestrebungen von Proxima Fusion bauen auf Deutschlands massiven Investitionen in Stellaratoren auf. Wir sind überzeugt, dass das Team bereit ist, den Status Quo zu ändern – weltweit und insbesondere in Deutschland und Europa, wo verlässliche Energiequellen jenseits von Wind und Solar dringend benötigt werden."

Sebastian Meyer-Borchert, Start-up & Portfolio Manager bei Max-Planck-Innovation, der Technologietransfer-Organisation der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) zur Finanzierung: „Wir freuen uns sehr über die positive Resonanz und das Vertrauen, das dem Start-up Proxima Fusion durch diese erfolgreiche Finanzierungsrunde entgegengebracht wurde. Mit den 7 Millionen Euro ist das Team in der Lage, ihre ambitionierten Pläne voranzutreiben und die Entwicklung eines neuen Hochleistungsstellarators in Angriff zu nehmen. Diese Finanzierung stellt einen wichtigen Meilenstein dar und unterstreicht das große Potenzial der Fusionsenergie."