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Visualisierung von Teilchenbahnen innerhalb des TCV-Tokamaks der EPFL.
Visualisierung von Teilchenbahnen im TCV · © 2024 EPFL / Laboratory for Experimental Museology (EM+) · CC BY-SA 4.0
WissenschaftAnalyse05:30 UhrJournalPlus RedaktionLesezeit: 3 Min.0 Kommentare

US-Fusionsförderung: 175 Millionen Dollar für Helions Halbleiterpläne

Washington und Helion haben eine Absichtserklärung für Forschungsförderung unterzeichnet. Der Staat soll einen Minderheitsanteil erhalten. Ein kommerziell tragfähiges Fusionskraftwerk ist damit noch nicht nachgewiesen.

Die USA wollen die Halbleitertechnik für künftige Fusionsanlagen fördern. Das Handelsministerium gab am 22. Oktober vier Absichtserklärungen über insgesamt bis zu 389 Millionen Dollar bekannt. Bis zu 175 Millionen davon sind für Helion vorgesehen, ein Fusionsunternehmen im Bundesstaat Washington. Nach Angaben der Behörde soll der Staat als Bedingung der Förderung einen Minderheitsanteil ohne Stimm- und Kontrollrechte erhalten.

Die Nachricht ist eine Finanzierungsentscheidung in Vorbereitung, kein Nachweis für ein fertiges Kraftwerk. Eine Absichtserklärung ist von einer definitiven Fördervereinbarung und von bereits ausbezahltem Geld zu unterscheiden. Ebenso wichtig ist der Zweck: Das Programm stammt aus der Halbleiterforschung des CHIPS and Science Act. Gefördert werden sollen Bauteile, Module und Fertigungsverfahren, die auch für die Fusion benötigt werden.

Leistungselektronik als Engpass

Helions Konzept arbeitet nach Unternehmensangaben mit starken, gepulsten elektrischen Systemen. Diese müssen grosse Energiemengen wiederholt schalten und zurückgewinnen. Dafür braucht es geeignete Hochspannungshalbleiter und Leistungsmodule. Das US-Ministerium beschreibt genau diesen Einsatz: Die Elektronik soll die Magnete der Fusionsgeneratoren antreiben, steuern und Energie daraus zurückgewinnen.

Helion erwartet zusätzlich 50 Millionen Dollar privates Kapital. Zusammen mit dem möglichen Bundesbeitrag ergäbe dies 225 Millionen Dollar für das angekündigte Vorhaben. Diese Summe ist deshalb nicht vollständig staatliche Förderung. Das Unternehmen nennt Forschung und Entwicklung in Everett sowie Arbeiten an Werkzeugen, Design und Prozessen mit einem Industriepartner in Burlington, Vermont.

Aus Sicht der Regierung soll das Programm zugleich die Abhängigkeit von ausländischer Fertigung verringern. Ob die geförderte Technik die angestrebte Effizienz, Lebensdauer und Kühlung erreicht, ist eine Frage der Entwicklung. Solche Ziele beschreiben den Auftrag; sie dürfen nicht als bereits gelieferte Ergebnisse gelesen werden.

Helion ist Teil eines grösseren Programms

Die Absichtserklärungen betreffen auch Commonwealth Fusion Systems mit bis zu 85 Millionen Dollar, Vertical Semiconductor mit bis zu 73 Millionen und Sibelco mit bis zu 56 Millionen. Damit umfasst die Ankündigung verschiedene Teile der Energie- und Halbleiterlieferkette. Sie lässt sich nicht auf eine einzelne Wette auf einen einzigen Reaktortyp reduzieren.

Commonwealth Fusion Systems beschreibt seinen vorgesehenen Beitrag als Forschung an Elektronik für die Plasmaheizung, Leistungselektronik und Diagnostik. Die öffentlichen Ziele sind damit konkreter als das allgemeine Versprechen günstiger Fusionsenergie. Zugleich bleiben auch diese Arbeiten Forschung und Entwicklung: Eine Förderung sagt noch nicht, wann daraus verlässlich Strom für Kunden entsteht.

KI-generiertes Symbolbild eines Leistungshalbleitermoduls mit Kupferverbindungen auf einem anonymen Labortisch.
Leistungselektronik als technische Voraussetzung, symbolisch illustriert. · JournalPlus / KI-generiertes Symbolbild

Was die Schweiz bereits untersucht

Am Swiss Plasma Center der EPFL steht mit dem Tokamak à Configuration Variable, kurz TCV, eine Anlage für Plasmaphysik. Ihr besonderer Zweck ist die Untersuchung verschiedener Plasmakonfigurationen und der physikalischen Fragen, die künftige grosse Fusionsanlagen lösen müssen. Die EPFL nennt unter anderem Energieverluste, schnelle Teilchen, Instabilitäten, Wärmeabfuhr und die laufende Steuerung des Plasmas als Forschungsfelder.

Diese Arbeit wird nach Angaben der Hochschule durch EUROfusion und Schweizer Mittel unterstützt. Sie trägt zu internationalen Vorhaben wie ITER und DEMO bei. Das unterscheidet den TCV von einem angekündigten kommerziellen Kraftwerksprojekt. Wer beide unter dem Begriff Fusion zusammenfasst, sollte deshalb die unterschiedlichen Aufgaben benennen: wissenschaftliche Grundlagen und Versuchsdaten einerseits, die Entwicklung industrieller Systeme andererseits.

Für die Beurteilung zählen deshalb getrennte Etappen: die Entwicklung geeigneter Bauteile, ihr zuverlässiger Betrieb und schliesslich die Wirtschaftlichkeit einer gesamten Anlage.

Finanzielle Beteiligung verteilt Chancen und Risiken

Der geplante staatliche Minderheitsanteil soll nach Darstellung des US-Handelsministeriums einen Gegenwert für die Steuerzahler schaffen. Daraus folgt keine garantierte Rendite. Beteiligungswert und Forschungsfortschritt hängen davon ab, ob die Unternehmen ihre technischen und wirtschaftlichen Ziele erreichen. Entscheidend werden die definitive Vereinbarung, deren Bedingungen und später überprüfbare Leistungen sein.

Für die Schweiz liegt der konkrete Bezug in Forschung und technischer Kompetenz, nicht in einer unmittelbar veränderten Stromversorgung. Die US-Ankündigung zeigt, dass bei der Fusion auch vergleichsweise unscheinbare Komponenten wie Leistungshalbleiter strategisch werden. Ob daraus wirtschaftlich nutzbare Energie entsteht, muss sich an Anlagen und Betriebsdaten zeigen. Öffentliche wie private Geldgeber sollten daher nicht nur grosse Finanzierungssummen vergleichen, sondern die nächsten überprüfbaren technischen Schritte.

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