O Potencial da Energia de Fusão

Nos últimos anos, a energia de fusão passou de uma piada — sempre a uma década de distância! — para uma tecnologia cada vez mais tangível e tentadora, que tem atraído investidores.

Embora a tecnologia possa ser desafiadora de dominar e cara para construir hoje, a fusão promete aproveitar a reação nuclear que alimenta o sol para gerar energia quase ilimitada aqui na Terra. Se startups forem capazes de completar usinas de energia de fusão viáveis comercialmente, elas têm o potencial de transformar mercados de trilhões de dólares.

Avanços na Indústria de Fusão

O otimismo que impulsiona a indústria de fusão tem sido alimentado por três avanços significativos:

• Chips de computador mais poderosos
• Inteligência Artificial mais sofisticada
• Imãs supercondutores de alta temperatura

Esses avanços colaboraram para entregar designs de reatores mais sofisticados, melhores simulações e esquemas de controle mais complexos.

Marco Científico Importante

No final de 2022, um laboratório do Departamento de Energia dos EUA anunciou que havia produzido uma reação de fusão controlada que resultou em mais energia do que os lasers haviam impartido ao pellet de combustível. O experimento atingiu o que é conhecido como ponto de equilíbrio científico, embora ainda esteja distante do equilíbrio comercial, onde a reação produz mais do que toda a instalação consome. Este foi um passo aguardado que provou que a ciência subjacente estava correta.

Nos últimos anos, fundadores têm aproveitado esse impulso, avançando rapidamente a indústria privada de fusão. Startups de fusão arrecadaram até agora $7,1 bilhões, de acordo com a Associação da Indústria de Fusão, a maior parte desse valor indo para algumas poucas empresas.

Startups Promissoras na Indústria de Fusão

Commonwealth Fusion Systems

Com uma Série B de $1,8 bilhão, Commonwealth Fusion Systems se destacaram em 2021. Desde então, a empresa tem se concentrado na construção de Sparc, sua planta de energia inovadora destinada a produzir energia em níveis que considera “comercialmente relevantes”.

O reator do Sparc utiliza um design tokamak, que se assemelha a um donut. A seção transversal em forma de D é envolvida com fita supercondutora de alta temperatura, que ao ser energizada, gera um poderoso campo magnético capaz de conter e comprimir o plasma superaquecido. O sucessor do Sparc, a Arc em escala comercial, converte o calor gerado pela reação em vapor para alimentar uma turbina.

A CFS, apoiada por Breakthrough Energy Ventures e outros, espera ter a Arc operacional no início da década de 2030.

General Fusion

Agora em seu terceiro decênio, General Fusion levantou $440,53 milhões, segundo PitchBook. A empresa, situada em Richmond, Colúmbia Britânica, foi fundada em 2002 pelo físico Michel Laberge, que buscava provar uma abordagem diferente para a fusão, conhecida como fusão de alvo magnetizado (MTF).

No reator da General Fusion, uma parede de metal líquido envolve uma câmara na qual plasma é injetado. Pistões ao redor da parede pressionam o plasma para dentro, comprimindo-o e induzindo uma reação de fusão. Os nêutrons resultantes aquecem o metal líquido, que pode ser circulado através de um trocador de calor para gerar vapor e acionar uma turbina.

Atualmente, a empresa está construindo sua primeira planta de demonstração, LM26, que espera alcançar o equilíbrio científico até 2026. Investidores incluem Jeff Bezos, Temasek, BDC Capital e Chrysalix Venture Capital.

Helion

Entre todas as startups de fusão, Helion tem o cronograma mais agressivo. A empresa planeja produzir eletricidade a partir de seu reator em 2028, com a Microsoft como seu primeiro cliente.

A Helion utiliza um tipo de reator chamado configuração de reversão de campo, onde ímãs cercam uma câmara de reação que se assemelha a um ampulheta. Em cada extremidade da ampulheta, o plasma é girado em formas de donut que são disparadas uma contra a outra a mais de 1 milhão de mph. Quando colidem no meio, ímãs adicionais ajudam a induzir a fusão, cuja ocorrência amplifica o campo magnético do plasma, induzindo uma corrente elétrica nas bobinas magnéticas do reator. Essa eletricidade é então capturada diretamente da máquina.

Baseada em Everett, Washington, a Helion levantou $607,64 milhões, segundo PitchBook, com investidores incluindo Sam Altman, Reid Hoffman, KKR, BlackRock, e o gestão de ativos de Peter Thiel.

TAE

Fundada em 1998, TAE (anteriormente conhecida como Tri Alpha Energy) foi originada da Universidade da Califórnia, Irvine, por Norman Rostoker. Utilizando uma configuração de reversão de campo, a TAE bombardeia o plasma com feixes de partículas após as duas explosões de plasma colidirem no centro do reator, mantendo-o girando em uma forma de cigarro, melhorando a estabilidade do plasma e permitindo mais tempo para a fusão ocorrer.

A TAE levantou $1,32 bilhões, com investidores como Alphabet, Chevron Technology Ventures e Venrock.

Zap Energy

Zap Energy não utiliza ímãs supercondutores de alta temperatura ou lasers superpoderosos para manter seu plasma confinado. Em vez disso, zaps o plasma com uma corrente elétrica, gerando seu próprio campo magnético. Esse campo magnético comprime o plasma cerca de 1 milímetro, ponto em que a ignição ocorre. Os nêutrons liberados pela reação de fusão bombardeiam uma manta de metal líquido que envolve o reator, aquecendo-o, que é então circulado através de um trocador de calor para produzir vapor e acionar uma turbina.

Semelhante à Helion, a Zap Energy também está localizada em Everett, Washington, e arrecadou $327 milhões, com apoiadores como Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, DCVC, e Lowercarbon.

Tokamak Energy

Tokamak Energy modifica o design habitual do tokamak, reduzindo sua proporção de aspecto a ponto de que os limites externos começam a se assemelhar a uma esfera. A startup do Reino Unido usa ímãs supercondutores de alta temperatura. Seu protótipo ST40 gerou um plasma ultra-quente de 100 milhões de graus C em 2022. Sua próxima geração, Demo 4, está em construção e destina-se a testar os ímãs da empresa em “cenários relevantes para usinas de fusão”.

A Tokamak Energy levantou $285,65 milhões de investidores, incluindo Future Planet Capital e In-Q-Tel.

First Light

Diferente de muitas outras startups de fusão, First Light não utiliza ímãs para gerar as condições necessárias para a fusão. Em vez disso, utiliza uma abordagem conhecida como confinamento inercial, na qual pellets de combustível de fusão são comprimidos até que se ignitem.

No entanto, a First Light não segue a ortodoxia. Embora a maioria das tentativas de confinamento inercial use lasers, a First Light desencadeia um projétil contra um alvo com uma arma de duas etapas; a primeira etapa utiliza pólvora para disparar um pistão de plástico que comprime hidrogênio a 145.000 psi. O alvo é projetado para amplificar a força do impacto, comprimindo o combustível até o ponto de ignição.

Sediada em Oxfordshire, no Reino Unido, a First Light levantou $179,94 milhões de investidores diversos.

Marvel Fusion

Marvel Fusion também segue a abordagem de confinamento inercial, utilizando lasers poderosos para disparar contra um alvo embutido com nanostruturas de silício, que se colapsam sob o impacto, comprimindo o combustível até o ponto de ignição. A startup está construindo uma instalação de demonstração em colaboração com a Universidade Estadual do Colorado, que espera ter operacional até 2027.

Com sede em Munique, a Marvel levantou um total de $109,3 milhões de investidores.

Xcimer

Embora nada sobre fusão possa ser descrito como simples, Xcimer adota uma abordagem relativamente direta: seguir a ciência básica que está por trás do experimento de ruptura positiva do National Ignition Facility e redesenhar a tecnologia do zero. A startup, situada no Colorado, visa um sistema de laser de 10 megajoules, cinco vezes mais poderoso do que o sistema atual do NIF que fez história.

Fundada em janeiro de 2022, a Xcimer já arrecadou $109 milhões de investidores.

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autor ref: Tim De Chant
ref:https://techcrunch.com/2024/10/04/every-fusion-startup-that-has-raised-over-100m/