Helical Fusion Co., Ltd., ein Fusionsenergieunternehmen, das einen Helical-Stellarator mit dem Ziel einer kommerziell nutzbaren Fusionsenergie entwickelt, wurde als Finalist für ein Programm des japanischen Ministeriums für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) ausgewählt, das die Demonstration der Stromerzeugung aus Fusionsenergie fördert.
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Image of and Helix HARUKA, Helical Fusion’s Integrated Demo Device(left), Helix KANATA, Helical Fusion’s Fusion Pilot Plant(right)
Im Rahmen der nationalen Energie- und Fusionsstrategien Japans soll das Programm die Demonstration der Stromerzeugung aus Fusionsenergie in den 2030er-Jahren beschleunigen. Es fördert die Technologieentwicklung in der Privatwirtschaft über verschiedene Fusionsansätze hinweg, darunter Tokamak-, Stellarator- und Laserfusion. Für die drei Jahre bis 2028 sind staatliche Fördermittel von insgesamt rund 60 Milliarden Yen eingeplant.
Der Umfang der Förderung von Helical Fusion wird nach der formellen Förderentscheidung bekannt gegeben.
Für Helical Fusion ist die Auswahl ein wichtiger Schritt bei der Umsetzung des Helix-Programms, der Entwicklungsroadmap des Unternehmens für die Fusionsenergieerzeugung in den 2030er-Jahren.
Japan treibt Fusionsenergie von der Forschung zur industriellen Anwendung voran
Japan hat sein Engagement für Fusionsenergie als Energiequelle der nächsten Generation und zugleich als strategischen Industriezweig verstärkt.
Mit seiner nationalen Fusionsstrategie verfolgt Japan das Ziel, in den 2030er-Jahren die Stromerzeugung durch Fusion zu demonstrieren und gleichzeitig die Entwicklung verschiedener technologischer Ansätze voranzutreiben. Das METI-Programm unterstützt privatwirtschaftliche Entwickler dabei, dieses Ziel innerhalb eines meilensteinbasierten Rahmens zu erreichen. Die Fortschritte werden anhand festgelegter technischer und kommerzieller Ziele bewertet.
Die geförderten Projekte sollen nicht nur die technische Machbarkeit der Stromerzeugung durch Fusion demonstrieren, sondern auch grundlegendes Wissen für künftige kommerzielle Kraftwerke schaffen. Auch Sicherheitsaspekte, geeignete Schutzmaßnahmen und die Einbindung der Gemeinden an den jeweiligen Standorten sind Teil des Programms.
Vor diesem Hintergrund richtet Helical Fusion seine Entwicklungsstrategie auf die Anforderungen aus, die letztlich bestimmen, ob Fusion als Kraftwerkstechnologie funktioniert: stationärer Betrieb, Netto-Stromerzeugung und Wartbarkeit.
Warum Helical Fusion auf den Stellarator setzt
Helical Fusion entwickelt einen Helical-Stellarator und stützt sich dabei auf rund 70 Jahre Forschung und Entwicklung in Japan.
Anders als gepulste Ansätze ist der Helical-Stellarator konstruktionsbedingt für den stationären Betrieb ausgelegt. Nach Einschätzung von Helical Fusion bietet diese Architektur einen plausiblen Weg, um die drei Voraussetzungen für kommerziell nutzbare Fusionsenergie gleichzeitig zu erfüllen:
* Stationärer Betrieb – stabiler Dauerbetrieb für eine kontinuierliche Stromerzeugung
* Netto-Stromerzeugung – ausreichende Stromerzeugung, um über den Eigenbedarf der Anlage hinaus Nettoleistung bereitzustellen
* Wartbarkeit – Durchführung der erforderlichen Wartungsarbeiten, um eine hohe Anlagenverfügbarkeit zu gewährleisten
Das 2021 als Spin-off gegründete Unternehmen nutzt Forschungsergebnisse des japanischen National Institute for Fusion Science (NIFS), einer der weltweit führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der Stellaratorfusion.
Mit dem Large Helical Device (LHD) hat das NIFS umfassende experimentelle Erkenntnisse gewonnen. Dazu zählen ein Plasmabetrieb von 3.268 Sekunden, Plasmatemperaturen von mehr als 100 Millionen Grad Celsius sowie fortschrittliche Technologien zur Plasmakontrolle.
Im Helix-Programm überführt Helical Fusion diese wissenschaftliche Grundlage in technische Lösungen und Hardware.
Das Helix-Programm: Von der integrierten Demonstration zur Fusionsenergie
Das Helix-Programm ist die Entwicklungsroadmap von Helical Fusion für kommerziell nutzbare Fusionsenergie in den 2030er-Jahren.
Zunächst entwickelt und demonstriert das Unternehmen zwei entscheidende Technologiesysteme: hochtemperatursupraleitende Magnete (HTS) und ein integriertes Blanket-/Divertor-System.
Diese Technologien werden dann in der integrierten Demonstrationsanlage Helix HARUKA zusammengeführt. Darauf folgt Helix KANATA, die erste Fusionsanlage des Unternehmens zur Stromerzeugung.
Die Fertigung und der Aufbau der HTS-Magnetsysteme für Helix HARUKA laufen bereits in den dafür vorgesehenen Räumlichkeiten von Helical Fusion auf dem NIFS-Campus in Toki, Präfektur Gifu.
Mehr als 30 Unternehmen aus ganz Japan sind bereits an der Entwicklung von Schlüsselkomponenten für Helix HARUKA beteiligt. Darunter sind Hersteller mit weltweit führender Expertise in Präzisionsbearbeitung und Engineering, Unternehmen mit umfassender Erfahrung bei der Integration und Weiterentwicklung komplexer Technologien sowie einige der führenden japanischen Hersteller von elektrischen Großanlagen mit jahrzehntelanger Erfahrung in der großtechnischen Energieinfrastruktur.
Durch die Verbindung dieser industriellen Stärke mit Japans über Jahrzehnte gewachsenem Know-how in der Stellaratorforschung schafft Helical Fusion die technische und fertigungstechnische Basis für kommerziell nutzbare Fusionsenergie.
Stellungnahme von Takaya Taguchi, Mitbegründer und CEO von Helical Fusion
„Im weltweiten Wettlauf darum, Fusionsenergie praktisch nutzbar zu machen, ist für Japan ein entscheidender Moment gekommen. Wir müssen das außergewöhnliche Wissen und die technologischen Fähigkeiten, die frühere Generationen aufgebaut haben, bestmöglich nutzen und zugleich ausgehend von den grundlegenden Anforderungen prüfen, welcher Weg in die Zukunft der richtige ist.
Wenn wir uns darauf konzentrieren, was tatsächlich erforderlich ist, um Fusionsenergie Wirklichkeit werden zu lassen, sind wir überzeugt, dass die Entwicklung des Helical-Stellarators dabei eine entscheidende Rolle spielt.
Wir unterstützen die Zielsetzung dieses Programms und seinen Anspruch, bei der Nutzung von Fusionsenergie weltweit voranzugehen, ausdrücklich. Als Team werden wir alles daransetzen, dieses Ziel zu erreichen.“
Über Helical Fusion
Helical Fusion Co., Ltd. entwickelt einen Helical-Stellarator mit dem Ziel, kommerziell nutzbare Fusionsenergie zu realisieren. Das 2021 gegründete Spin-off baut auf Forschungsergebnissen des National Institute for Fusion Science (NIFS) und jahrzehntelanger japanischer Stellarator-Forschung auf. Zugleich integriert das Unternehmen Technologien aus Industrie, Wissenschaft und öffentlichen Forschungseinrichtungen.
Im Rahmen des Helix-Programms entwickelt Helical Fusion die für den stationären Betrieb, die Netto-Stromerzeugung und die Wartbarkeit erforderlichen Technologien. Ziel ist es, die Fusionsenergieerzeugung in den 2030er-Jahren voranzutreiben.
Derzeit fertigt und errichtet das Unternehmen gemeinsam mit mehr als 30 Industriepartnern in ganz Japan Schlüsselsysteme für Helix HARUKA, seine integrierte Demonstrationsanlage.
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