Fusionsenergie: Wie Tokamak Energy die Mini-Sonne baut

Eine Mini-Sonne in einer Maschine auf der Erde erzeugen – was nach Science-Fiction klingt, könnte in den 2040er-Jahren zur kommerziellen Realität werden. Warwick Matthews, CEO des britischen Unternehmens Tokamak Energy, erklärt, wie Fusionsenergie funktioniert, warum der technologische Durchbruch diesmal tatsächlich nah ist und welche Rolle supraleitende Magnete dabei spielen. Das Unternehmen mit Sitz nahe Oxford gilt als einer der führenden privaten Akteure im globalen Wettbewerb um saubere, nahezu unbegrenzte Energie.

Was ist Fusionsenergie und wie funktioniert sie?

Anders als die bekannte Kernspaltung, bei der schwere Atome gespalten werden und eine Kettenreaktion unkontrollierbar werden kann, läuft die Kernfusion nach einem entgegengesetzten Prinzip. Zwei Wasserstoffisotope – Deuterium und Tritium – werden unter extremen Bedingungen zur Fusion gezwungen. Dabei entsteht Helium, und ein hochenergetisches Neutron wird freigesetzt, das als Energiequelle dient.

Das Besondere an der Fusion: Sie ist inhärent sicher. Die Reaktion will ständig aufhören. Verliert das Magnetfeld oder die Temperatur an Stärke, stoppt der Prozess sofort. In einem kommerziellen Kraftwerk befinden sich zu jedem Zeitpunkt lediglich etwa 2 Gramm Brennstoff im Reaktor – ein fundamentaler Unterschied zur Kernspaltung.

Die Brennstoffversorgung ist dabei nahezu unerschöpflich: Deuterium lässt sich aus Meerwasser gewinnen – jedes 5.000ste Wasserstoffatom im Ozean ist Deuterium. Tritium wird direkt im Reaktor durch die Bestrahlung von flüssigem Lithium erzeugt. Die Energiedichte ist beeindruckend: Ein Liter Fusionsbrennstoff entspricht der Energie von 10 Millionen Litern Rohöl.

Zeitplan: Pilotanlagen in den 2030er-, Kraftwerke in den 2040er-Jahren

Der alte Witz, Fusion sei immer 20 oder 30 Jahre entfernt, verliert an Glaubwürdigkeit. Matthews sieht echten Wandel – ausgelöst durch zwei Entwicklungen: den Eintritt privater Unternehmen mit Investoren, die schnellen Fortschritt fordern, und entscheidende Durchbrüche in der Magnettechnologie.

• Mitte der 2030er-Jahre: Erste Pilotanlagen sollen einen Energiegewinn nachweisen
• 2040er-Jahre: Rollout kommerzieller Fusionskraftwerke mit rund 500 MW Leistung
• 500 MW entsprechen der Versorgungskapazität einer mittleren Großstadt
• Fusionskraftwerke bieten grundlastfähige, steuerbare Energie – unabhängig von Wetter oder Tageszeit
• CO₂-Emissionen: null – und keine langlebigen radioaktiven Abfälle wie bei der Kernspaltung

Besonders relevant ist die wachsende Stromnachfrage durch KI-Rechenzentren. Bereits heute werden Rechenzentren mit einem Gigawatt Leistungsbedarf geplant – ein ideales Einsatzfeld für künftige Fusionskraftwerke als emissionsfreie Grundlastquelle.

Supraleiter als Schlüsseltechnologie und Geschäftsmodell

Tokamak Energy verfolgt eine kluge Doppelstrategie: Während die Fusionsforschung weiterläuft, wird die dabei entwickelte Hochtemperatur-Supraleiter-Technologie (HTS) bereits heute kommerzialisiert. Supraleiter haben bei tiefen Temperaturen null elektrischen Widerstand – sie erzeugen keine Wärme und ermöglichen extrem starke Magnetfelder bei minimalem Energieverlust.

Diese Magnete sind nicht nur für Fusionsreaktoren interessant. Unter der Marke TE Magnetics liefert das Unternehmen Magnetsysteme an andere Fusionsprogramme weltweit, an wissenschaftliche Einrichtungen sowie für zukünftige MRT-Geräte und Verteidigungsanwendungen. Besonders zukunftsträchtig ist der Einsatz in Rechenzentren: Supraleitende Stromschienen können enorme Energiemengen hocheffizient innerhalb von Gebäuden verteilen – eine direkte Antwort auf die steigenden Anforderungen der nächsten Nvidia-Chip-Generation.

Mit der Übernahme von Ridgway Machines, dem weltführenden Hersteller von Wickelmaschinen für Supraleiter-Kabel, sichert sich Tokamak Energy die Industrialisierungskompetenz für die Skalierung dieser Technologie. Das Unternehmen beschäftigt derzeit rund 300 Mitarbeiter, verteilt auf Forschung und Kommerzialisierung zu etwa gleichen Teilen.

Globaler Wettbewerb und die Rolle Deutschlands

Fusionsenergie ist kein nationales Projekt mehr. Während die USA auf eine Vielzahl privater Unternehmen setzen und China mit massiven staatlichen Investitionen und einem klaren Fünfjahresplan aufholt, entwickelt sich auch Europa zu einem wichtigen Zentrum. Deutschland nimmt dabei eine besondere Rolle ein: Mit Unternehmen wie Proxima Fusion entstehen Ökosysteme rund um Stellaratoren und andere Fusionsarchitekturen.

Tokamak Energy kooperiert bereits mit dem britischen Vorzeigeprogramm STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) als Magnetsystempartner sowie mit dem US-amerikanischen Stellarator-Unternehmen Type One Energy. Eine Tochtergesellschaft in Japan erschließt den asiatischen Markt für wissenschaftliche und industrielle Magnetanwendungen.

Langfristig sieht Matthews Fusionsenergie als unverzichtbaren Teil eines diversifizierten Energiemixes – ergänzend zu Solar, Wind und Kernspaltungs-SMRs. Mit einer geplanten Lebensdauer von 50 Jahren, minimalem Flächenbedarf und der Aussicht auf Stromgestehungskosten von langfristig rund 50 Dollar pro Megawattstunde könnte Fusion zur tragenden Säule der globalen Energieversorgung werden – und dabei die Energiesicherheit ganzer Nationen stärken.