En los últimos años, la energía de fusión ha dejado de ser el blanco de las bromas, ¡siempre falta una década! – a una tecnología cada vez más tangible y tentadora que ha apartado a los inversores.
Esta tecnología puede ser difícil de dominar y costosa de construir hoy en día, pero la fusión promete aprovechar la reacción nuclear que impulsa al sol para generar energía casi ilimitada aquí en la Tierra. Si las nuevas empresas son capaces de completar plantas de energía de fusión comercialmente viables, entonces tienen el potencial de trastornar mercados de billones de dólares.
La ola alcista que impulsa la industria de la fusión ha sido impulsada por tres avances: chips de computadora más potentes, IA más sofisticada y potentes imanes superconductores de alta temperatura. Juntos, han ayudado a lograr diseños de reactores más sofisticados, mejores simulaciones y esquemas de control más complejos.
No está de más que, a finales de 2022, un laboratorio del Departamento de Energía de EE. UU. anunciara que había producido una reacción de fusión controlada que produjo más potencia que la que los láseres habían impartido a la pastilla de combustible. El experimento había cruzado lo que se conoce como punto de equilibrio científico, y aunque todavía está muy lejos del punto de equilibrio comercial, donde la reacción produce más de lo que consume toda la instalación, fue un paso largamente esperado que demostró que la ciencia subyacente era sólida.
Los fundadores han aprovechado ese impulso en los últimos años, impulsando la industria privada de fusión a un ritmo rápido. Las nuevas empresas de Fusion han recaudado 7.100 millones de dólares hasta la fecha, según la Fusion Industry Association, y la mayoría de ellos se destina a un puñado de empresas.
Sistemas de fusión de la Commonwealth
Con una Serie B de 1.800 millones de dólares, Sistemas de fusión de la Commonwealth se catapultó a la pole position en 2021. Desde entonces, la compañía ha estado tranquila en el frente de la recaudación de fondos (no es de extrañar), pero ha estado trabajando arduamente en Massachusetts para construir Sparc, su primera planta de energía destinada a producir energía a lo que llama niveles “comercialmente relevantes”.
El reactor de Sparc utiliza un diseño tokamak, que se asemeja a un donut. La sección transversal en forma de D está enrollada con cinta superconductora de alta temperaturaque cuando se energiza, genera un poderoso campo magnético que contendrá y comprimirá el plasma sobrecalentado. En el sucesor de Sparc, el Arc a escala comercial, el calor generado por la reacción se convierte en vapor para alimentar una turbina. CFS diseñó sus imanes en colaboración con el MIT, donde el cofundador y director ejecutivo Bob Mumgaard trabajó como investigador en diseños de reactores de fusión y superconductores de alta temperatura.
Respaldado por Breakthrough Energy Ventures, The Engine, Bill Gates y otros, CFS, con sede en Devens, Massachusetts, espera tener Arc operativo a principios de la década de 2030.
Fusión General
Ahora en su tercera década, Fusión General ha recaudado 440,53 millones de dólares, según PitchBook. La empresa, con sede en Richmond, Columbia Británica, fue fundada en 2002 por el físico Michel Laberge, que quería probar un enfoque diferente de la fusión conocido como fusión con objetivos magnetizados (MTF).
En el reactor de General Fusion, una pared de metal líquido rodea una cámara en la que se inyecta plasma. Los pistones que rodean la pared la empujan hacia adentro, comprimiendo el plasma del interior y provocando una reacción de fusión. Los neutrones resultantes calientan el metal líquido, que puede circular a través de un intercambiador de calor para generar vapor para hacer girar una turbina.
Actualmente, la compañía está construyendo su primera planta de demostración, LM26, que espera alcance el punto de equilibrio científico para 2026. Los inversores incluyen a Jeff Bezos, Temasek, BDC Capital y Chrysalix Venture Capital.
helio
De todas las startups de fusión, helio tiene la línea de tiempo más agresiva. La empresa prevé producir electricidad a partir de su reactor en 2028. ¿Su primer cliente? Microsoft.
Helion utiliza un tipo de reactor llamado configuración de campo invertido, donde los imanes rodean una cámara de reacción que parece un reloj de arena con un bulto en el punto donde se unen los dos lados. En cada extremo del reloj de arena, hacen girar el plasma en forma de rosquilla que se disparan entre sí a más de 1 millón de mph. Cuando chocan en el medio, imanes adicionales ayudan a inducir la fusión. Cuando se produce la fusión, aumenta el propio campo magnético del plasma, lo que induce una corriente eléctrica dentro de las bobinas magnéticas del reactor. Luego, esa electricidad se recolecta directamente de la máquina.
Con sede en Everett, Washington, Helion ha recaudado 607,64 millones de dólares, según PitchBook. Los inversores incluyen a Sam Altman, Reid Hoffman, KKR, BlackRock, Mithril Capital Management de Peter Thiel y Capricorn Investment Group.
TAE
Fundada en 1998, TAE (anteriormente conocida como Tri Alpha Energy) fue escindida de la Universidad de California, Irvine por Norman Rostoker. Utiliza una configuración de campo invertido, pero con un giro: después de que los dos disparos de plasma chocan en el medio del reactor, la compañía bombardea el plasma con haces de partículas para mantenerlo girando en forma de cigarro. Eso mejora la estabilidad del plasma, permitiendo más tiempo para que se produzca la fusión y para que se extraiga más calor para hacer girar una turbina.
TAE ha recaudado 1.320 millones de dólares, según PitchBook. Los inversores incluyen Alphabet, Chevron Technology Ventures y Venrock.
Energía Zap
Energía Zap no utiliza imanes superconductores de alta temperatura ni láseres superpoderosos para mantener confinado su plasma. Más bien, ataca el plasma (¿entiendes?) con una corriente eléctrica, que luego genera su propio campo magnético. El campo magnético comprime el plasma aproximadamente 1 milímetro, momento en el que se produce la ignición. Los neutrones liberados por la reacción de fusión bombardean una capa de metal líquido que rodea el reactor, calentándolo. Luego, el metal líquido pasa por un intercambiador de calor, donde produce vapor para impulsar una turbina.
Al igual que Helion, Zap Energy tiene su sede en Everett, Washington, y la compañía ha recaudado 327 millones de dólares, según PitchBook. Los patrocinadores incluyen Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, DCVC, Lowercarbon, Energy Impact Partners, Chevron Technology Ventures y Bill Gates como ángel.
Energía Tokamak
Energía Tokamak toma el diseño habitual de tokamak (la forma de rosquilla) y lo aplasta, reduciendo su relación de aspecto hasta el punto en que los límites exteriores comienzan a parecerse a una esfera. Como muchas otras nuevas empresas basadas en tokamak, la empresa utiliza imanes superconductores de alta temperatura (de la variedad óxido de cobre y bario de tierras raras, o REBCO). Dado que su diseño es más compacto que el de un tokamak tradicional, requiere menos imanes, lo que debería reducir los costos.
El prototipo ST40 de la startup con sede en Oxfordshire, Reino Unido, que parece un gran huevo steampunk de Fabergé, generó un plasma ultracaliente de 100 millones de grados C en 2022. Su próxima generación, Demo 4, está actualmente en construcción y está destinada a probar los imanes de la empresa en “escenarios relevantes para plantas de energía de fusión”. Tokamak Energy ha recaudado 285,65 millones de dólares de inversores como Future Planet Capital, In-Q-Tel, Midven y el fundador de Capri-Sun, Hans-Peter Wild, según PitchBook.
Primera luz
A diferencia de muchas otras startups de fusión, Primera luz no utiliza imanes para generar las condiciones necesarias para la fusión. En cambio, sigue un enfoque conocido como confinamiento inercial, en el que las bolitas de combustible de fusión se comprimen hasta que se encienden.
Pero incluso entonces, First Light no se ciñe a la ortodoxia. La mayoría de los intentos de confinamiento inercial utilizan láseres para hacer el trabajo sucio, siguiendo el ejemplo de la Instalación Nacional de Ignición, que produjo un experimento innovador en 2022. Más bien, First Light dispara un proyectil a un objetivo utilizando un arma de dos etapas; la primera etapa utiliza pólvora para disparar un pistón de plástico que comprime el hidrógeno a 145.000 psi, que luego lanza el proyectil. El objetivo está diseñado para amplificar la fuerza del impacto de modo que comprima el combustible hasta el punto de ignición.
Con sede en Oxfordshire, Reino Unido, First Light ha recaudado 179,94 millones de dólares de inversores como Invesco, IP Group y Tencent.
Marvel Fusión
Marvel Fusión sigue el enfoque de confinamiento inercial, la misma técnica básica que utilizó la Instalación Nacional de Ignición para demostrar que las reacciones de fusión nuclear controladas podían producir más energía de la necesaria para iniciarlas. Maravilla dispara potentes láseres a un objetivo incrustado con nanoestructuras de silicio que caen en cascada bajo el bombardeo, comprimiendo el combustible hasta el punto de ignición. Debido a que el objetivo está fabricado con silicio, debería ser relativamente sencillo de fabricar, apoyándose en las décadas de experiencia de la industria de fabricación de semiconductores.
La startup de fusión por confinamiento inercial está construyendo una instalación de demostración en colaboración con la Universidad Estatal de Colorado, que espera que esté operativa en 2027. Marvel, con sede en Múnich, ha recaudado un total de 109,3 millones de dólares de inversores como b2venture, Deutsche Telekom, Earlybird, HV Capital, y Taavet Hinrikus y Albert Wenger como ángeles.
xcimer
Aunque nada acerca de la fusión puede describirse como simple, xcimer adopta un enfoque relativamente sencillo: seguir la ciencia básica que está detrás del innovador experimento neto positivo del National Ignition Facility, y rediseñar la tecnología que lo sustenta desde cero. La startup con sede en Colorado apunta a un sistema láser de 10 megajulios, cinco veces más potente que la configuración del NIF que hizo historia. Las paredes de sal fundida rodean la cámara de reacción, absorbiendo calor y protegiendo la primera pared sólida de daños.
Fundada en enero de 2022, Xcimer ya ha recaudado 109 millones de dólares, según PitchBook, de inversores como Hedosophia, Breakthrough Energy Ventures, Emerson Collective, Gigascale Capital y Lowercarbon Capital.
