Billige Kernfusion? 300 Magnete vom Fließband sollen ein großes Kostenproblem lösen

Die Kernfusion verspricht seit 70 Jahren dasselbe: ein Kraftwerk, das mit 1 g Brennstoff so viel Energie liefert wie 11 t Kohle, ohne CO₂ und ohne langlebigen radioaktiven Abfall. Dass sich bei der Laserfusion mehr Energie freisetzen lässt, als die Laser auf eine Brennstoffkapsel übertragen, hat 2022 ein Experiment in Kalifornien bewiesen. Dass sie sich rechnet, hat noch niemand bewiesen.

Denn die Maschinen, die das über 100 Mio. °C heiße Plasma einschließen sollen, gehören zu den kompliziertesten, die Menschen je gebaut haben. Und sie sind entsprechend teuer.

Ein Start-up aus New Jersey glaubt, diesen Preis drücken zu können: Thea Energy ersetzt die verdrehten Riesenspulen bisheriger Magnetfusionsanlagen durch rund 300 flache, baugleiche Magnete. Sie sollen industriell in Fabriken hergestellt werden wie Autoteile und damit die hochkomplexen Einzelstücke ersetzen, die heute für die Magnetkäfige der Reaktoren notwendig sind.

Am 4. November gab das Unternehmen bekannt, eine seiner größten Spulen jetzt am Massachusetts Institute of Technology (MIT) testen zu lassen. Ob der Ansatz trägt, muss sich also erst noch zeigen. Er greift aber das Problem an, an dem die Kernfusion allgemein und die Magnetfusion speziell bisher hängt: den Kosten.

Magnetkäfig statt Laserkanone: So funktioniert die Magnetfusion

Bei der Kernfusion verschmelzen leichte Atomkerne zu schwereren und setzen dabei wie in der Sonne Energie frei. Dafür müssen die Kerne mit enormer Wucht aufeinanderprallen, was erst bei über 100 Mio. °C geschieht. Bei diesen Temperaturen ist der Brennstoff ein Plasma, eine Wolke geladener Teilchen, die keine Wand berühren darf, weil sie sonst sofort erlischt.

Wie man dieses Plasma festhält, trennt die beiden großen technischen Spielarten der Kernfusion voneinander.

• Bei der Laserfusion wird eine millimeterkleine Brennstoffkapsel in Sekundenbruchteilen so stark zusammengedrückt, dass sie zündet, bevor sie auseinanderfliegt. So will etwa das deutsche Start-up Focused Energy in Biblis vorgehen.

• Die Magnetfusion hält das Plasma dagegen dauerhaft in einem ringförmigen Magnetfeld. Dafür gibt es zwei Bauformen.
  • Der Tokamak, in den 1950er-Jahren in der Sowjetunion entwickelt, erzeugt einen Teil seines Feldes durch einen starken Strom im Plasma selbst. Das ist einfacher zu bauen. Im üblichen Transformatorbetrieb läuft die Anlage aber nur in Pulsen; Dauerbetrieb braucht zusätzliche Technik, um den Strom im Plasma am Laufen zu halten.
  • Der Stellarator, 1951 von Lyman Spitzer in Princeton erdacht, kommt ohne Plasmastrom aus: Seine verdrillten Spulen erzeugen das komplette Feld allein. Das ermöglicht einen Dauerbetrieb, verlangt aber Magnete von hochkomplexer Geometrie. Deutschland setzt auf diese Bauform. In Greifswald betreibt das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik mit Wendelstein 7-X den größten Stellarator der Welt, und die beiden deutschen Magnetfusions-Start-ups wollen daraus Kraftwerke machen: Proxima Fusion mit einem Demonstrator in Garching und einem Kraftwerk in Gundremmingen, Gauss Fusion als Verbund von Industriefirmen wie dem Magnethersteller Bruker.

Warum Stellaratoren so teuer sind

Auch Thea Energy baut einen Stellarator. Das Start-up wurde 2022 aus der Princeton University und dem dortigen Plasmaphysik-Labor ausgegründet, also der Geburtsstätte dieser Bauform. Das Team hat daher dieselbe technische Herausforderung wie Proxima, Gauss und das IPP in Greifswald: die Spulen.

Jede Magnetspule eines klassischen Stellarators ist ein dreidimensional verwundenes Einzelstück, das auf Millimeterbruchteile genau gefertigt und montiert werden muss. Gibt es hier eine Ungenauigkeit, stimmt das Feld nicht. Wendelstein 7-X braucht 50 solcher Spulen in fünf verschiedenen Formen, jede 3,5 m hoch und im Betrieb auf –270 °C gekühlt, dazu 20 flache; allein die Montage dauerte neun Jahre. Auch das bestfinanzierte deutsche Fusions-Start-up Proxima hat damit zu kämpfen: 2027 will es erstmals eine Kraftwerksspule in voller Größe demonstrieren.

Was so individuell gebaut ist, lässt sich im Betrieb zudem kaum austauschen. Forscher des MIT haben berechnet, dass ein Fusionskraftwerk nur dann Geld verdient, wenn verschlissene Bauteile binnen rund zweieinhalb Monaten ersetzt werden können.

Entsprechend hoch sind die Preise: Gauss Fusion rechnet für sein Gigawatt-Kraftwerk mit 15 Mrd. € bis 18 Mrd. €, der Forschungsreaktor Iter in Südfrankreich hat sich von ca. 5 Mrd. € auf rund 20 Mrd. € verteuert.

So konstruiert Thea Energy seinen Stellarator

Thea Energy baut das verdrillte Feld nicht mehr aus verdrillten Spulen, sondern setzt es aus flachen zusammen. Dafür genügen zwei Spulentypen:

• Zwölf große, flache Ringspulen umschließen das Plasma wie die Hauptmagnete eines Tokamaks und erzeugen das Grundfeld.
• Rund 300 kleine, kreisrunde Formungsspulen sitzen wie Kacheln auf der Außenseite und biegen dieses Feld in die Form, die der Stellarator braucht. Das Unternehmen nennt sie „Pixel“: So wie ein Bildschirm jedes Motiv aus gleichen Bildpunkten zusammensetzt, formt der Magnetkäfig jedes Feld aus gleichen Spulen.

Die Formungsspulen sind identische Bauteile, die sich in der Fabrik in Serie wickeln lassen sollen. In New Jersey entsteht dafür gerade eine zweite Magnetfabrik, die eher einer Montagelinie gleicht als einer Werkstatt. Dass das Bauteil taugt, hat Thea nach eigenen Angaben in 50 Generationen getestet; im Mai 2026 lief die erste Spule in voller Größe bei –253 °C und mit der Strommenge, die die Anlage später braucht.

Wieso Thea günstiger sein kann

Der Schlüssel für das Sparpotenzial steckt in der Nutzung spezieller Software. Jede Formungsspule ist einzeln ansteuerbar, wodurch sich ihre Stärke im Betrieb nachregeln lässt. Fertigungstoleranzen, Montagefehler oder Verschleiß gleicht die Steuerung aus, sodass Ingenieure nicht mehr Millimeterbruchteile nachmessen müssen. Fällt ein Pixel aus, wird es getauscht. Die Komplexität wandert so aus der Mechanik in die Regelungstechnik. Die Spulenanordnung steuerbar zu machen, hat Thea nach eigenen Angaben erstmals weltweit geschafft. Die Ringspule, die nun das MIT bei vollem Feld und voller Kraft testen soll, ist der letzte Baustein für Eos.

Proxima Fusion geht dagegen den klassischen Weg: Die Münchner behalten die verdrillten Spulen bei und bauen sie aus Hochtemperatur-Supraleitern für besonders starke Felder. Die Präzision bleibt damit in der Hardware. Das ist mühsam, denn Hochtemperatur-Supraleiter sind spröde Keramik, die sich nicht wie Kupferdraht wickeln lässt, sondern als dünnes Band in die verdrillte Form gezwungen werden muss. Theas runde Spulen lassen sich dagegen wie eine gewöhnliche Spule unter Zug wickeln.

Eos soll ab 2027 gebaut werden und bis 2030 laufen. Sie soll vorerst keinen Strom liefern, aber schon kraftwerkstaugliches Dauerplasma erzeugen. Nebenbei soll der Demonstrator Neutronen liefern, mit denen sich Tritium, der knappe Fusionsbrennstoff, erbrüten lässt. Auf Eos folgt dann nach den Plänen des Unternehmens das Kraftwerk Helios mit 390 MW elektrischer Leistung.

Wer gewinnt das Fusionsrennen?

Thea hat womöglich eine bessere Idee, aber Proxima hat mehr Geld: 411 Mio. € holten die Münchner im Juli 2026 von Investoren wie Google und RWE, rund dreimal so viel wie Thea bislang insgesamt. Sie brauchen das Geld auch, denn allein ihr Demonstrator Alpha soll rund 2 Mrd. € kosten, mehr als zehnmal so viel, wie Thea für seinen bisher eingesammelt hat.

Wer schneller das erste Fusionskraftwerk baut, lässt sich daraus nicht ablesen. Proxima muss seine erste Kraftwerksspule noch bauen, Thea muss beweisen, dass 300 kleine Magnete ein Feld so sauber formen wie 50 große. Beide wollen Anfang der 2030er-Jahre einen Demonstrator laufen haben.

Und beide könnten von der Konkurrenz überholt werden, die gar keine Magnete braucht: der Laserfusion. Dass eine Laserzündung mehr Energie freisetzt, als in die Kapsel ging, ist seit 2022 bewiesen. In Biblis hat Focused Energy 240 Mio. $ eingesammelt und will dort 2035 eine Pilotanlage in Betrieb nehmen und 2037 erstmals Strom ins Netz speisen.

Welcher der beiden Fusionsansätze das erste Kraftwerk liefert, hält selbst Forschungsministerin Dorothee Bär für unentschieden, wie sie Ende Juni im Interview mit ingenieur.de unterstrich. Ihr Ministerium fördert deshalb beide Technologien.

Quellen

• Thea Energy: PM zur MIT-Kooperation, 4.11.2026
• Thea Energy: PM zur Series-B-Finanzierung, 27.5.2026
• Thea Energy: PM zum Betrieb der ersten Formungsspule in voller Größe, 13.5.2026
• Thea Energy: Projektseite zum Demonstrator Eos
• Swanson et al.: Overview of the Helios Design, arXiv-Preprint, Dezember 2025 – Spulenzahlen, 390 MW, 20 T
• TechCrunch: Thea Energy raises $100M Series B, 27.5.2026 – Gesamtkapital, Baustart Eos 2027
• Proxima Fusion: PM zur 411-Mio.-€-Finanzierungsrunde, 7.7.2026
• Max-Planck-Institut für Plasmaphysik: Absichtserklärung zu Alpha und Stellaris, 26.2.2026 – Standorte Garching und Gundremmingen
• Max-Planck-Gesellschaft: Proxima Fusion on the home stretch to fusion power – HTS als spröde Keramik
• Max-Planck-Institut für Plasmaphysik: Magnettests an Wendelstein 7-X, 7.7.2015 – 50 Spulen in fünf Typen, 20 flache
• Max-Planck-Institut für Plasmaphysik: Zehn Jahre Wendelstein 7-X – Spulenhöhe, Betriebstemperatur
• Focused Energy: Pressemitteilungen – Pilotanlage Biblis 2035
• hessenschau: Ab 2035 soll das erste Kernfusionskraftwerk in Biblis Strom liefern
• Journal of Fusion Energy: MIT-Studie zur Wirtschaftlichkeitsschwelle von Fusionskraftwerken
• t-online: Iter-Kosten auf 20 Mrd. € gestiegen, 15.1.2024