Selama beberapa tahun terakhir, kekuatan fusi telah hilang dari bahan lelucon – selalu satu dekade lagi! — menuju teknologi yang semakin nyata dan menggiurkan yang telah menarik perhatian investor.
Teknologi ini mungkin sulit untuk dikuasai dan mahal untuk dibangun saat ini, namun fusi menjanjikan untuk memanfaatkan reaksi nuklir yang menggerakkan matahari untuk menghasilkan energi yang hampir tak terbatas di Bumi. Jika perusahaan rintisan mampu menyelesaikan pembangkit listrik fusi yang layak secara komersial, maka mereka berpotensi menjungkirbalikkan pasar bernilai triliunan dolar.
Gelombang bullish yang mendukung industri fusi didorong oleh tiga kemajuan: chip komputer yang lebih bertenaga, AI yang lebih canggih, dan magnet superkonduktor suhu tinggi yang bertenaga. Bersama-sama, mereka telah membantu menghasilkan desain reaktor yang lebih canggih, simulasi yang lebih baik, dan skema kendali yang lebih kompleks.
Tidak ada ruginya jika, pada akhir tahun 2022, laboratorium Departemen Energi AS mengumumkan bahwa mereka telah menghasilkan reaksi fusi terkontrol yang menghasilkan daya lebih besar daripada yang diberikan laser pada pelet bahan bakar. Percobaan ini telah melampaui apa yang dikenal sebagai titik impas ilmiah, dan meskipun masih jauh dari titik impas komersial, dimana reaksi menghasilkan lebih banyak daripada yang dikonsumsi seluruh fasilitas, ini adalah langkah yang telah lama ditunggu-tunggu yang membuktikan bahwa ilmu pengetahuan yang mendasarinya masuk akal.
Para pendiri telah memanfaatkan momentum tersebut dalam beberapa tahun terakhir, mendorong industri fusi swasta maju dengan pesat. Startup fusion telah mengumpulkan $7,1 miliar hingga saat ini, menurut Fusion Industry Association, dan sebagian besar disalurkan ke segelintir perusahaan.
Sistem Fusi Persemakmuran
Dengan Seri B senilai $1,8 miliar, Sistem Fusi Persemakmuran melambungkan dirinya ke posisi terdepan pada tahun 2021. Sejak itu, perusahaan tersebut diam dalam hal penggalangan dana (tidak mengherankan), tetapi telah bekerja keras di Massachusetts untuk membangun Sparc, pembangkit listrik pertama yang dimaksudkan untuk menghasilkan tenaga listrik pada tingkat yang disebutnya “relevan secara komersial”.
Reaktor Sparc menggunakan desain tokamak yang menyerupai donat. Penampang berbentuk D dililit dengan pita superkonduktor suhu tinggiyang bila diberi energi, menghasilkan medan magnet kuat yang akan menampung dan memampatkan plasma super panas. Pada penerus Sparc, Arc skala komersial, panas yang dihasilkan dari reaksi diubah menjadi uap untuk menggerakkan turbin. CFS merancang magnetnya bekerja sama dengan MIT, tempat salah satu pendiri dan CEO Bob Mumgaard bekerja sebagai peneliti desain reaktor fusi dan superkonduktor suhu tinggi.
Didukung oleh Breakthrough Energy Ventures, The Engine, Bill Gates, dan lainnya, CFS yang berbasis di Devens, Massachusetts, memperkirakan Arc akan beroperasi pada awal tahun 2030-an.
Fusi Umum
Kini memasuki dekade ketiga, Fusi Umum telah mengumpulkan $440,53 juta, menurut PitchBook. Perusahaan yang berbasis di Richmond, British Columbia, didirikan pada tahun 2002 oleh fisikawan Michel Laberge, yang ingin membuktikan pendekatan fusi berbeda yang dikenal sebagai magnetized target fusion (MTF).
Dalam reaktor General Fusion, dinding logam cair mengelilingi ruang tempat plasma disuntikkan. Piston yang mengelilingi dinding mendorongnya ke dalam, menekan plasma di dalamnya dan memicu reaksi fusi. Neutron yang dihasilkan memanaskan logam cair, yang dapat diedarkan melalui penukar panas untuk menghasilkan uap guna memutar turbin.
Perusahaan saat ini sedang membangun pabrik percontohan pertamanya, LM26, yang diharapkan akan mencapai titik impas ilmiah pada tahun 2026. Investornya termasuk Jeff Bezos, Temasek, BDC Capital, dan Chrysalix Venture Capital.
Helion
Dari semua startup fusion, Helion memiliki timeline paling agresif. Perusahaan berencana memproduksi listrik dari reaktornya pada tahun 2028. Pelanggan pertamanya? Microsoft.
Helion menggunakan jenis reaktor yang disebut konfigurasi medan terbalik, dimana magnet mengelilingi ruang reaksi berbentuk seperti jam pasir dengan tonjolan di titik pertemuan kedua sisinya. Di setiap ujung jam pasir, mereka memutar plasma menjadi bentuk donat yang ditembakkan satu sama lain dengan kecepatan lebih dari 1 juta mph. Ketika mereka bertabrakan di tengah, magnet tambahan membantu menyebabkan fusi. Ketika fusi terjadi, hal ini meningkatkan medan magnet plasma, yang menginduksi arus listrik di dalam kumparan magnet reaktor. Listrik tersebut kemudian diambil langsung dari mesin.
Berbasis di Everett, Washington, Helion telah mengumpulkan $607,64 juta, menurut PitchBook. Investornya termasuk Sam Altman, Reid Hoffman, KKR, BlackRock, Mithril Capital Management milik Peter Thiel, dan Capricorn Investment Group.
TAE
Didirikan pada tahun 1998, TAE (sebelumnya dikenal sebagai Tri Alpha Energy) dikeluarkan dari Universitas California, Irvine oleh Norman Rostoker. Ia menggunakan konfigurasi bidang terbalik, tetapi dengan twist: Setelah dua tembakan plasma bertabrakan di tengah reaktor, perusahaan membombardir plasma dengan berkas partikel agar tetap berputar dalam bentuk cerutu. Hal ini meningkatkan stabilitas plasma, memberikan lebih banyak waktu untuk terjadinya fusi dan lebih banyak panas yang dapat diekstraksi untuk memutar turbin.
TAE telah mengumpulkan $1,32 miliar, menurut PitchBook. Investornya termasuk Alphabet, Chevron Technology Ventures, dan Venrock.
Energi Zap
Energi Zap tidak menggunakan magnet superkonduktor suhu tinggi atau laser super kuat untuk membatasi plasmanya. Sebaliknya, ia menyetrum plasma (mengerti?) dengan arus listrik, yang kemudian menghasilkan medan magnetnya sendiri. Medan magnet menekan plasma sekitar 1 milimeter, di mana titik penyalaan terjadi. Neutron yang dilepaskan oleh reaksi fusi membombardir selimut logam cair yang mengelilingi reaktor, sehingga memanaskannya. Logam cair kemudian didaur ulang melalui penukar panas, yang menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin.
Seperti Helion, Zap Energy berbasis di Everett, Washington, dan perusahaan telah mengumpulkan $327 juta, menurut PitchBook. Pendukungnya termasuk Breakthrough Energy Ventures milik Bill Gates, DCVC, Lowercarbon, Energy Impact Partners, Chevron Technology Ventures, dan Bill Gates sebagai malaikat.
Energi Tokamak
Energi Tokamak mengambil desain tokamak biasa — bentuk donat — dan memampatkannya, mengurangi rasio aspeknya hingga batas luarnya mulai menyerupai bola. Seperti banyak startup berbasis tokamak lainnya, perusahaan ini menggunakan magnet superkonduktor suhu tinggi (dari jenis oksida tembaga barium tanah jarang, atau REBCO). Karena desainnya lebih ringkas dibandingkan tokamak tradisional, maka penggunaan magnetnya lebih sedikit, sehingga akan mengurangi biaya.
Prototipe ST40 dari startup yang berbasis di Oxfordshire, Inggris, yang terlihat seperti telur Fabergé steampunk besar, menghasilkan plasma ultra-panas, 100 juta derajat C pada tahun 2022. Generasi berikutnya, Demo 4, saat ini sedang dibangun dan dimaksudkan untuk diuji magnet perusahaan dalam “skenario yang relevan dengan pembangkit listrik fusi.” Tokamak Energy telah mengumpulkan $285.65 juta dari investor termasuk Future Planet Capital, In-Q-Tel, Midven, dan pendiri Capri-Sun Hans-Peter Wild, menurut PitchBook.
Cahaya Pertama
Tidak seperti banyak startup fusion lainnya, Cahaya Pertama tidak menggunakan magnet untuk menghasilkan kondisi yang diperlukan untuk fusi. Sebaliknya, ini mengikuti pendekatan yang dikenal sebagai kurungan inersia, di mana pelet bahan bakar fusi dikompresi hingga terbakar.
Meski begitu, First Light tidak menganut paham ortodoksi. Sebagian besar upaya pengurungan inersia menggunakan laser untuk melakukan pekerjaan kotor, mengikuti arahan National Ignition Facility, yang menghasilkan eksperimen inovatif pada tahun 2022. Sebaliknya, First Light menembakkan proyektil ke sasaran menggunakan senjata dua tahap; tahap pertama menggunakan bubuk mesiu untuk menembakkan piston plastik yang memampatkan hidrogen hingga 145.000 psi, yang kemudian meluncurkan proyektil. Targetnya dirancang untuk memperkuat kekuatan tumbukan sehingga memampatkan bahan bakar hingga titik penyalaan.
Berbasis di Oxfordshire, Inggris, First Light telah mengumpulkan $179,94 juta dari investor termasuk Invesco, IP Group, dan Tencent.
Penggabungan Marvel
Penggabungan Marvel mengikuti pendekatan pengurungan inersia, teknik dasar yang sama yang digunakan oleh Fasilitas Pengapian Nasional untuk membuktikan bahwa reaksi fusi nuklir terkendali dapat menghasilkan tenaga lebih besar daripada yang dibutuhkan untuk memulainya. Marvel menembakkan laser yang kuat ke target yang tertanam dengan struktur nano silikon yang mengalir di bawah pemboman, memampatkan bahan bakar hingga titik nyala. Karena targetnya dibuat menggunakan silikon, maka pembuatannya seharusnya relatif mudah, dengan mengandalkan pengalaman puluhan tahun industri manufaktur semikonduktor.
Startup fusi kurungan inersia ini sedang membangun fasilitas demonstrasi bekerja sama dengan Colorado State University, yang diharapkan dapat beroperasi pada tahun 2027. Marvel yang berbasis di Munich telah mengumpulkan total $109,3 juta dari investor termasuk b2venture, Deutsche Telekom, Earlybird, HV Capital, dan Taavet Hinrikus dan Albert Wenger sebagai malaikat.
Xcimer
Meskipun tidak ada hal tentang fusi yang dapat digambarkan sebagai sesuatu yang sederhana, Xcimer mengambil pendekatan yang relatif mudah: ikuti ilmu dasar yang ada di balik terobosan eksperimen net-positif National Ignition Facility, dan rancang ulang teknologi yang mendasarinya dari awal. Startup yang berbasis di Colorado ini menargetkan sistem laser 10 megajoule, lima kali lebih kuat daripada sistem NIF yang membuat sejarah. Dinding garam cair mengelilingi ruang reaksi, menyerap panas dan melindungi dinding padat pertama dari kerusakan.
Didirikan pada Januari 2022, Xcimer telah mengumpulkan $109 juta, menurut PitchBook, dari investor termasuk Hedosophia, Breakthrough Energy Ventures, Emerson Collective, Gigascale Capital, dan Lowercarbon Capital.
