За последние несколько лет термоядерная энергетика прошла путь от объекта насмешек — всегда находящегося в десятилетнем измерении! — до все более осязаемой и заманчивой технологии, которая привлекла инвесторов, вышедших из тени.
Освоение этой технологии сегодня может быть сложной задачей, а ее реализация — дорогостоящей, но термоядерный синтез обещает использовать ядерную реакцию, питающую Солнце, для выработки практически неограниченного количества энергии здесь, на Земле. Если стартапам удастся создать коммерчески жизнеспособные термоядерные электростанции, то они смогут перевернуть рынки, объемы которых исчисляются триллионами долларов.
Восходящая волна, поддерживающая термоядерную промышленность, обусловлена тремя достижениями: более мощными компьютерными чипами, более совершенным искусственным интеллектом и мощными высокотемпературными сверхпроводящими магнитами. Вместе они способствовали созданию более сложных конструкций реакторов, улучшению моделирования и разработке более сложных схем управления.
Немаловажно и то, что в конце 2022 года лаборатория Министерства энергетики США объявила о проведении контролируемой термоядерной реакции, которая произвела больше энергии, чем лазеры передали топливной таблетке. Эксперимент преодолел так называемый научный порог безубыточности, и хотя до коммерческого порога безубыточности, когда реакция производит больше энергии, чем потребляет вся установка, еще далеко, это был долгожданный шаг, доказавший обоснованность лежащей в основе научной концепции.
В последние годы основатели компаний развили этот импульс, стремительно продвигая частную индустрию термоядерного синтеза вперед.
Системы слияния Содружества
Компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) привлекла около трети всего частного капитала, инвестированного в компании, занимающиеся термоядерным синтезом, на сегодняшний день. Последний раунд финансирования, завершившийся в августе, пополнил ее фонд на 863 миллиона долларов, в результате чего общая сумма привлеченных средств приблизилась к 3 миллиардам долларов.
Второй раунд финансирования CFS (Series B2) состоялся спустя четыре года после раунда Series B на сумму 1,8 миллиарда долларов, который помог компании занять лидирующие позиции. С тех пор стартап активно работает в Массачусетсе над созданием Sparc, своей первой в своем роде электростанции, предназначенной для производства электроэнергии на уровнях, которые компания называет «коммерчески значимыми».
Реактор Sparc представляет собой токамак, напоминающий пончик. D-образное поперечное сечение обмотано высокотемпературной сверхпроводящей лентой, которая при подаче энергии генерирует мощное магнитное поле, способное удерживать и сжимать перегретую плазму. Тепло, выделяемое в результате реакции, преобразуется в пар для привода турбины. Компания CFS разработала свои магниты в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), где соучредитель и генеральный директор Боб Мамгард работал исследователем в области проектирования термоядерных реакторов и высокотемпературных сверхпроводников.
Компания CFS из Массачусетса рассчитывает ввести электростанцию Sparc в эксплуатацию в конце 2026 или начале 2027 года. Позже в этом десятилетии компания планирует начать строительство Arc, своей коммерческой электростанции, которая будет производить 400 мегаватт электроэнергии. Объект будет построен недалеко от Ричмонда, штат Вирджиния, и Google согласился покупать половину его вырабатываемой электроэнергии.
Компания CFS пользуется поддержкой большого числа инвесторов, включая Breakthrough Energy Ventures, The Engine, Билла Гейтса и других.
TAE Technologies
Компания TAE Technologies (ранее известная как Tri Alpha Energy), основанная в 1998 году, была создана Норманом Ростокером на базе Калифорнийского университета в Ирвайне. Она использует конфигурацию с обратным полем, но с одной особенностью: после столкновения двух плазменных импульсов в центре реактора компания бомбардирует плазму пучками частиц, чтобы поддерживать её вращение в сигарообразной форме. Это повышает стабильность плазмы, обеспечивая больше времени для термоядерного синтеза и отвода большего количества тепла для вращения турбины.
В декабре 2025 года компания TAE объявила о слиянии с компанией Трампа, владеющей социальными сетями, Trump Media & Technology Group. Сделка, полностью оплачиваемая акциями, оценит объединенную компанию в 6 миллиардов долларов. TAE получит 200 миллионов долларов плюс еще 100 миллионов долларов после подачи документов в Комиссию по ценным бумагам и биржам. Генеральный директор TAE Михл Биндербауэр займет должность со-генерального директора объединенной компании вместе с Девином Нуньесом, который ранее был единоличным генеральным директором Trump Media.
Ранее, в июне, этот стартап, занимающийся разработкой гибридных технологий, привлек 150 миллионов долларов от существующих инвесторов, включая Google, Chevron и New Enterprise. По данным PitchBook, до слияния TAE привлекла в общей сложности 1,79 миллиарда долларов.
Гелион
Среди всех стартапов в области термоядерного синтеза у Helion самые амбициозные планы. Компания планирует начать производство электроэнергии на своем реакторе в 2028 году. Ее первый клиент? Microsoft.
Компания Helion, расположенная в Эверете, штат Вашингтон, использует реактор типа «реактор с обратным магнитным полем», в котором магниты окружают реакционную камеру, напоминающую песочные часы с выпуклостью в месте соединения двух сторон. На каждом конце песочных часов они раскручивают плазму, придавая ей форму пончика, который разгоняется навстречу друг другу со скоростью более 1 миллиона миль в час. При столкновении в центре дополнительные магниты способствуют термоядерному синтезу. Когда происходит синтез, он усиливает собственное магнитное поле плазмы, что индуцирует электрический ток внутри магнитных катушек реактора. Затем этот электрический ток извлекается непосредственно из установки.
В январе 2025 года компания привлекла 425 миллионов долларов, примерно в то же время, когда запустила Polaris, прототип реактора. По данным PitchBook, Helion привлекла 1,03 миллиарда долларов. В число инвесторов входят Сэм Альтман, Рид Хоффман, KKR, BlackRock, Mithril Capital Management Питера Тиля и Capricorn Investment Group.
Тихоокеанский Фьюжн
Компания Pacific Fusion стремительно ворвалась на рынок, привлекая 900 миллионов долларов в рамках раунда финансирования серии А — колоссальную сумму даже для хорошо финансируемых стартапов в области термоядерного синтеза. Компания будет использовать инерциальное удержание для достижения термоядерного синтеза, но вместо лазеров, сжимающих топливо, она будет использовать скоординированные электромагнитные импульсы. Секрет в синхронизации: все 156 согласованных по импедансу генераторов Маркса должны производить 2 тераватта в течение 100 наносекунд, и эти импульсы должны одновременно сходиться на целевом объекте.
Компанию возглавляют генеральный директор Эрик Ландер, ученый, руководивший проектом «Геном человека», и президент Уилл Риган. Хотя инвестиции Pacific Fusion огромны, стартап получил их не сразу. Вместо этого инвесторы будут выплачивать средства траншами по мере достижения компанией определенных показателей, что является распространенным подходом в биотехнологической отрасли.
Shine Technologies
Компания Shine Technologies придерживается осторожного — и, возможно, прагматичного — подхода к производству термоядерной энергии. Продажа электронов с термоядерной электростанции — дело далекого будущего, поэтому вместо этого компания начинает с продажи нейтронных испытаний и медицинских изотопов. В последнее время она также разрабатывает способ переработки радиоактивных отходов. Shine пока не выбрала конкретный подход к созданию будущего термоядерного реактора, заявив, что развивает необходимые навыки для этого времени.
Согласно данным PitchBook, компания привлекла в общей сложности 778 миллионов долларов. В число инвесторов входят Energy Ventures Group, Koch Disruptive Technologies, Nucleation Capital и Wisconsin Alumni Research Foundation.
General Fusion
Компания General Fusion, существующая уже третье десятилетие, привлекла 462,53 миллиона долларов инвестиций, согласно данным PitchBook. Компания из Ричмонда, Британская Колумбия, была основана в 2002 году физиком Мишелем Лабержем, который хотел доказать эффективность иного подхода к термоядерному синтезу, известного как термоядерный синтез с намагниченной мишенью (MTF). В число инвесторов входят Джефф Безос, Temasek, BDC Capital и Chrysalix Venture Capital.
В реакторе General Fusion жидкометаллическая стенка окружает камеру, в которую впрыскивается плазма. Поршни, окружающие стенку, толкают её внутрь, сжимая плазму внутри и вызывая термоядерную реакцию. Образующиеся нейтроны нагревают жидкий металл, который может циркулировать через теплообменник для генерации пара, вращающего турбину.
Весной 2025 года компания General Fusion столкнулась с трудностями. У компании закончились деньги во время разработки LM26, своего новейшего устройства, которое, как она надеялась, должно было выйти на безубыточность в 2026 году. Всего через несколько дней после достижения важного рубежа она уволила 25% своего персонала. Генеральный директор Грег Твинни написал открытое письмо с просьбой о финансировании от инвесторов.
В августе они частично выполнили свою задачу, вложив 22 миллиона долларов в рамках раунда финансирования по принципу «плати и играй», который один из инвесторов назвал «минимально возможным объемом капитала», чтобы удержать General Fusion на плаву. Затем в ноябре, как сообщила газета Globe and Mail, документы, поданные в регулирующие органы Канады, показали, что компания привлекла 51,1 миллиона долларов в виде облигаций SAFE от почти 70 инвесторов. В общей сложности, по данным PitchBook, General Fusion привлекла 492 миллиона долларов.
Токамак Энергетика
Компания Tokamak Energy берет за основу обычную конструкцию токамака — форму пончика — и сжимает ее, уменьшая соотношение сторон до такой степени, что внешние границы начинают напоминать сферу. Как и многие другие стартапы, использующие токамаки, компания применяет высокотемпературные сверхпроводящие магниты (из редкоземельных элементов, таких как оксид бария и меди, или REBCO). Поскольку ее конструкция более компактна, чем у традиционного токамака, ей требуется меньше магнитов, что должно снизить затраты.
Прототип ST40, разработанный британским стартапом из Оксфордшира и напоминающий большое яйцо Фаберже в стиле стимпанк, в 2022 году сгенерировал сверхгорячую плазму с температурой 100 миллионов градусов Цельсия. Следующее поколение, Demo 4, в настоящее время находится в стадии строительства и предназначено для тестирования магнитов компании в «сценариях, актуальных для термоядерных электростанций». В ноябре 2024 года компания Tokamak Energy привлекла 125 миллионов долларов для продолжения работы над проектированием реакторов и расширения бизнеса по производству магнитов.
В общей сложности, по данным PitchBook, компания привлекла 336 миллионов долларов от инвесторов, включая Future Planet Capital, In-Q-Tel, Midven и основателя Capri-Sun Ханса-Петера Вильда.
Зап Энергетика
В установке Zap Energy для удержания плазмы не используются высокотемпературные сверхпроводящие магниты или сверхмощные лазеры. Вместо этого она воздействует на плазму электрическим током, который затем генерирует собственное магнитное поле. Магнитное поле сжимает плазму примерно на 1 миллиметр, после чего происходит зажигание. Нейтроны, высвобождаемые в результате термоядерной реакции, бомбардируют жидкий металлический слой, окружающий реактор, нагревая его. Затем жидкий металл циркулирует через теплообменник, где он производит пар для привода турбины.
Как и Helion, компания Zap Energy базируется в Эверете, штат Вашингтон, и, по данным PitchBook, привлекла 327 миллионов долларов инвестиций. Среди инвесторов — Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса, DCVC, Lowercarbon, Energy Impact Partners, Chevron Technology Ventures, а также сам Билл Гейтс в качестве бизнес-ангела.
Проксима Фьюжн
Большинство инвесторов отдают предпочтение крупным стартапам, разрабатывающим токамаки или системы инерциального удержания магнитного поля. Однако стеллараторы показали большие перспективы в научных экспериментах, включая реактор Wendelstein 7-X в Германии.
Однако компания Proxima Fusion идет против общей тенденции, привлекая 130 миллионов евро в рамках раунда финансирования серии А, в результате чего общая сумма привлеченных средств превысила 185 миллионов евро. В число инвесторов входят Balderton Capital и Cherry Ventures.
Стеллараторы похожи на токамаки тем, что удерживают плазму в кольцеобразной форме с помощью мощных магнитов. Но они делают это с одной особенностью — в прямом смысле слова. Вместо того чтобы заставлять плазму образовывать кольцо, созданное человеком, стеллараторы изгибаются и расширяются, чтобы компенсировать особенности плазмы. В результате должна получиться плазма, которая дольше остается стабильной, что увеличивает вероятность термоядерных реакций.
Киотский фьюжн-проектирование
Учитывая обилие стартапов, занимающихся термоядерной энергетикой, было, пожалуй, неизбежно появление еще одной компании, разрабатывающей компоненты для электростанции. Так называемое вспомогательное оборудование, или части, расположенные вне реактора, варьируются от гиротронов, нагревающих плазму, до систем отвода тепла для преобразования энергии термоядерных реакций в электричество.
Компания Kyoto Fusioneering сделала ставку на то, что если хотя бы одному стартапу в области термоядерного синтеза удастся производить достаточно энергии для продажи в сеть, то отрасли понадобится поставщик вспомогательного оборудования и экспертных знаний для его интеграции в ту технологию термоядерного синтеза, которая окажется более успешной.
Похоже, венчурные капиталисты разделяют это мнение, инвестировав в Kyoto Fusioneering 191 миллион долларов. В число инвесторов входят 31Ventures, In-Q-Tel, JIC Venture Growth Investments, Mitsubishi и Sumitomo Mitsui Trust Investment.
Marvel Fusion
Установка Marvel Fusion использует метод инерциального удержания, ту же самую базовую технику, которую Национальный комплекс термоядерного синтеза (National Ignition Facility) использовал для доказательства того, что контролируемые реакции ядерного синтеза могут производить больше энергии, чем необходимо для их запуска. Marvel направляет мощные лазеры на мишень, содержащую кремниевые наноструктуры, которые каскадом сжимаются под воздействием бомбардировки, вызывая воспламенение топлива. Поскольку мишень изготовлена из кремния, ее производство должно быть относительно простым, опираясь на многолетний опыт полупроводниковой промышленности.
Стартап, занимающийся термоядерным синтезом с инерциальным удержанием, строит демонстрационный комплекс в сотрудничестве с Университетом штата Колорадо, который, как ожидается, будет введен в эксплуатацию к 2027 году. Компания Marvel из Мюнхена привлекла в общей сложности 162 миллиона долларов от инвесторов, включая b2venture, Deutsche Telekom, Earlybird и HV Capital, а также Таавета Хинрикуса и Альберта Венгера в качестве частных инвесторов.
Первый световой синтез
В отличие от многих других стартапов в области термоядерного синтеза, First Light Fusion не использует магниты для создания условий, необходимых для термоядерного синтеза. Вместо этого она применяет подход, известный как инерционное удержание, при котором топливные гранулы для термоядерного синтеза сжимаются до тех пор, пока не воспламенятся.
Но даже в этом случае First Light не придерживается общепринятых методов. Большинство попыток инерциального удержания используют лазеры для выполнения основной работы, следуя примеру Национального комплекса термоядерного синтеза (National Ignition Facility), который провел новаторский эксперимент в 2022 году. Вместо этого First Light запускает снаряд в мишень с помощью двухступенчатой пушки; на первой ступени используется порох для выстрела пластикового поршня, который сжимает водород до 145 000 фунтов на квадратный дюйм, после чего запускается снаряд. Мишень спроектирована таким образом, чтобы усиливать силу удара, сжимая топливо до точки воспламенения.
В марте 2025 года компания First Light объявила, что не будет строить собственную электростанцию, а вместо этого предложит свои основные технологии другим компаниям для её создания. Представитель First Light заявил, что компания планирует построить «импульсную электростанцию, которая будет служить демонстрационной установкой, но также будет иметь другие научные и оборонные применения». Другими словами, компания отказалась от планов по созданию электростанции в погоне за прибылью.
По данным PitchBook, компания First Light, базирующаяся в Оксфордшире, Великобритания, привлекла 108 миллионов долларов от инвесторов, включая Invesco, IP Group и Tencent.
Xcimer
Хотя в термоядерном синтезе нет ничего простого, компания Xcimer придерживается относительно прямолинейного подхода: она следует основным научным принципам, лежащим в основе прорывного эксперимента Национального термоядерного реактора (NIF), обеспечивающего положительный энергетический баланс, и перепроектирует лежащую в его основе технологию с нуля. Стартап из Колорадо стремится создать лазерную систему мощностью 10 мегаджоулей, в пять раз более мощную, чем установка NIF, вошедшая в историю. Реакционная камера окружена стенками из расплавленной соли, поглощающими тепло и защищающими первую твердую стенку от повреждений.
Компания Xcimer, основанная в январе 2022 года, уже привлекла 100 миллионов долларов, согласно данным PitchBook, от инвесторов, включая Hedosophia, Breakthrough Energy Ventures, Emerson Collective, Gigascale Capital и Lowercarbon Capital.
Эта статья была впервые опубликована в сентябре 2024 года и будет постоянно обновляться.
Источник: techcrunch.com
