Fusiereactoren met hogetemperatuursupergeleidende magneten: wie staat het dichtst bij praktische energieproductie?

Fusie-energie beweegt al tientallen jaren tussen indrukwekkende laboratoriumresultaten en het veel moeilijkere doel om daadwerkelijk bruikbare elektriciteit te produceren. Eén ontwikkeling heeft deze race sterker versneld dan de meeste andere: hogetemperatuursupergeleidende magneten, vaak aangeduid als HTS-magneten. Deze magneten kunnen uitzonderlijk sterke magnetische velden opwekken terwijl ze minder ruimte innemen dan veel oudere supergeleidende systemen, waardoor kleinere en mogelijk goedkopere fusiemachines haalbaar worden. In 2026 is HTS-technologie niet langer beperkt tot experimentele spoelen in laboratoria. Volledige magneetsystemen zijn getest, een volledig HTS-tokamak heeft langdurig plasma geproduceerd en Commonwealth Fusion Systems bouwt SPARC, een machine die specifiek is ontworpen om netto fusie-energie aan te tonen. Toch levert geen enkele HTS-reactor vandaag elektriciteit aan het net. De belangrijkste projecten moeten daarom niet alleen worden beoordeeld op ambitieuze planningen, maar vooral op wat daadwerkelijk is gebouwd, getest en geïntegreerd in werkende fusie-installaties.

Waarom hogetemperatuursupergeleidende magneten de fusierace veranderden

Magnetische opsluiting van fusieplasma draait om het op afstand houden van extreem heet plasma van de reactorwand, terwijl tegelijk omstandigheden worden behouden waarin atoomkernen kunnen samensmelten. Traditionele magneten kunnen deze taak in experimentele installaties uitvoeren, maar sterkere magnetische velden bieden een belangrijk voordeel: ze kunnen plasma met hoge prestaties in een kleiner volume opsluiten. Dat is relevant omdat een fusiereactor niet commercieel aantrekkelijk wordt door alleen fusie te produceren. De magneten, vacuümkamer, koelsystemen, verwarmingsinstallaties, afscherming en onderhoudsvoorzieningen moeten allemaal passen binnen een energiecentrale die praktisch gebouwd en geëxploiteerd kan worden. Hogetemperatuursupergeleiders trekken daarom zoveel aandacht omdat ze een route bieden naar compactere reactoren zonder de sterke magnetische velden op te geven die nodig zijn voor krachtige fusieprestaties.

De term ‘hoge temperatuur’ is relatief. Deze supergeleiders werken nog steeds bij extreem lage temperaturen, meestal slechts tientallen graden boven het absolute nulpunt, maar ze hoeven niet zo sterk gekoeld te worden als veel traditionele supergeleidende materialen. Belangrijker voor fusie is dat materialen zoals REBCO zeer hoge elektrische stromen kunnen blijven geleiden in magnetische velden die oudere supergeleiders ernstig zouden beperken. Ingenieurs kunnen dunne supergeleidende tape tot krachtige spoelen wikkelen en daarmee magnetische velden creëren die geschikt zijn voor compacte tokamaks en steeds vaker ook voor stellarators. Het mogelijke voordeel gaat verder dan alleen een kleiner experimenteel apparaat. Een sterker magnetisch veld kan de afmetingen, bouweisen en economische haalbaarheid van een toekomstige energiecentrale fundamenteel veranderen.

Daarom werd de grootschalige magneet van 20 tesla die MIT en Commonwealth Fusion Systems in 2021 demonstreerden zo’n belangrijk referentiepunt. Latere inspecties en tests gaven onderzoekers meer vertrouwen dat deze technologie bestand kan zijn tegen de mechanische en elektromagnetische belastingen die in een fusiereactor worden verwacht. Dat resultaat bewees niet dat commerciële fusie was bereikt; tijdens de magneettest werd geen fusieplasma geproduceerd. Wat wel werd aangetoond, was dat een van de centrale technische aannames achter een nieuwe generatie compacte hogemagneetveldreactoren fysiek haalbaar was. In 2026 is de vraag daarom verschoven van de mogelijkheid om krachtige HTS-fusiemagneten te bouwen naar de vraag of complete machines met deze technologie betrouwbaar genoeg kunnen werken om later als basis voor energiecentrales te dienen.

Wat is er in 2026 daadwerkelijk aangetoond?

Het sterkste bewijs komt van meerdere projecten die verschillende niveaus van integratie hebben bereikt. Commonwealth Fusion Systems is verder gegaan dan het testen van een prototype en produceert inmiddels de grote toroïdale veldmagneten die nodig zijn voor SPARC. De eerste voltooide productiemagneet, met een gewicht van ongeveer 24 ton, werd eind 2025 naar de montagehal van SPARC gebracht en in januari 2026 officieel aangekondigd. SPARC heeft 18 van deze D-vormige magneten nodig. Tegelijkertijd installeert en test het bedrijf ondersteunende systemen voor cryogene koeling, magneetvoeding en plasmaverwarming. In 2026 waren ook beide helften van de vacuümkamer op locatie aanwezig en werden ze voorbereid op assemblage.

Tokamak Energy in het Verenigd Koninkrijk heeft een andere aanpak gekozen om HTS-technologie te demonstreren. Het Demo4-systeem combineert 44 HTS-spoelen in een volledige magneetconfiguratie die lijkt op die van een tokamak, in plaats van alleen één krachtige spoel te testen. Bij tests die eind 2025 werden gemeld, bereikte het systeem 11,8 tesla onder omstandigheden die relevant zijn voor fusietoepassingen. Dat is belangrijk omdat een energiecentrale niet afhankelijk is van één afzonderlijke recordmagneet. Meerdere spoelen moeten gelijktijdig functioneren terwijl ze worden blootgesteld aan grote krachten, lage temperaturen en wisselende elektromagnetische belastingen. Demo4 is bedoeld om juist deze technische vragen te beantwoorden en praktische gegevens te leveren voor toekomstige, grotere magneetsystemen.

Energy Singularity in China heeft een andere mijlpaal bereikt. De HH70 werd de eerste tokamak waarvan de belangrijkste magneetsystemen volledig op hogetemperatuursupergeleiders zijn gebaseerd. Het eerste plasma werd in 2024 bereikt. In februari 2026 meldde het bedrijf een langdurige plasma-ontlading van 1.337 seconden. Een wetenschappelijke publicatie met collegiale toetsing heeft bovendien het ontwerp en de ingebruikname van HH70 beschreven. Dat betekent niet dat HH70 netto fusie-energie produceert. Het is een relatief kleine onderzoekstokamak die is ontwikkeld om geïntegreerde HTS-technologie en plasmabesturing te demonstreren. De waarde ervan ligt vooral in het bewijs dat supergeleidende spoelen, koeling, voedingen en plasmasystemen gedurende langere tijd gezamenlijk kunnen functioneren in plaats van alleen tijdens korte magneettests.

Commonwealth Fusion Systems en SPARC leiden de geïntegreerde hogemagneetveldaanpak

Van de fusieprojecten op basis van HTS-technologie heeft Commonwealth Fusion Systems momenteel waarschijnlijk de duidelijkste ontwikkelingslijn van magneetonderzoek naar een machine die netto fusie-energie moet testen en vervolgens naar een voorgestelde energiecentrale die met het elektriciteitsnet wordt verbonden. SPARC, dat in Devens in Massachusetts wordt gebouwd, is een compacte hogemagneetveldtokamak die voortkomt uit onderzoek van MIT. De machine is niet ontworpen om elektriciteit te verkopen. Het belangrijkste doel is aan te tonen dat een tokamak met krachtige HTS-magneten meer fusievermogen uit zijn plasma kan produceren dan het externe verwarmingsvermogen dat aan dat plasma wordt toegevoerd, een toestand die doorgaans wordt omschreven als Q groter dan één. Ontwerpstudies voorzien onder nominale omstandigheden een aanzienlijk hogere fusiewinst, maar die voorspellingen moeten nog experimenteel worden bevestigd.

SPARC is vooral belangrijk omdat de machine meerdere technologieën combineert die eerder afzonderlijk zijn getest. Sterke magneten alleen zijn niet voldoende. De installatie heeft een vacuümkamer nodig die geschikt is voor plasma-facing componenten, een krachtig cryogeen systeem, radiofrequente verwarming, brandstoftoevoer, meetapparatuur, beveiligingssystemen en besturingstechnologie die als één geheel moeten functioneren. Halverwege 2026 was CFS bezig meer van deze ondersteunende systemen in gebruik te nemen ter voorbereiding op een volledige technische repetitie zonder plasma. In een bouwupdate van mei 2026 gaf het bedrijf aan dat de activiteiten met SPARC in 2027 zouden beginnen. Dat tijdschema is relevanter dan oudere aankondigingen waarin nog werd gesproken over eerste plasma in 2026 en laat zien waarom planningen binnen de fusiesector moeten worden beschouwd als evoluerende technische doelstellingen en niet als vaste opleverdata.

De volgende voorgestelde stap is ARC, een aanzienlijk grotere machine die daadwerkelijk als energiecentrale moet functioneren. CFS plant de eerste ARC-installatie in Chesterfield County in Virginia, met een beoogd netto elektrisch vermogen van ongeveer 400 megawatt. In 2025 en 2026 ontwikkelde het project zich verder dan een puur conceptuele toekomstige reactor. CFS selecteerde een locatie, doorliep lokale ontwikkelingsprocedures, sloot overeenkomsten voor stroomafname en diende in april 2026 een aanvraag in bij PJM om de installatie aan te sluiten op het regionale elektriciteitsnet. In juni 2026 kondigde het bedrijf bovendien vijf wetenschappelijke publicaties met collegiale toetsing aan over de fysische basis van ARC. Geen van deze stappen bewijst dat ARC daadwerkelijk zal functioneren, maar ze tonen wel aan dat CFS zich al bezighoudt met netaansluiting, ontwerp van de centrale en toekomstige afnemers terwijl de experimentele voorganger nog in aanbouw is.

Tokamak Energy en Energy Singularity laten verschillende vormen van vooruitgang zien

Tokamak Energy behoort nog altijd tot de particuliere organisaties met de meeste ervaring op het gebied van zowel fusie-installaties als hogetemperatuursupergeleidende technologie, hoewel de gekozen route verschilt van de ontwikkeling van SPARC naar ARC. Het bedrijf gebruikt de ST40-sferische tokamak voor plasmaonderzoek en ontwikkelt tegelijkertijd HTS-magneten binnen een afzonderlijk magneetprogramma. In juli 2026 meldde het succesvolle tests op locatie met een gyrotronsysteem van één megawatt dat op ST40 moet worden geïnstalleerd voor plasmaverwarming en -besturing. Tokamak Energy werd daarnaast aangewezen als partner voor magneetsystemen binnen het Britse STEP-fusieprogramma, met werkzaamheden die volgens het contract doorlopen tot maart 2029. Daarmee speelt het bedrijf niet alleen een rol als ontwikkelaar van fusietechnologie, maar ook als leverancier van geavanceerde magneetsystemen.

De richting die Tokamak Energy in 2026 volgt, laat ook zien hoe samenwerkingsgericht de fusiesector wordt. Het bedrijf sloot zich aan bij Type One Energy en AECOM binnen het Britse Infinity Fusion Consortium, dat een particulier fusie-energieproject wil ontwikkelen op basis van het stellaratorontwerp van Type One Energy en de HTS-magneetkennis van Tokamak Energy. Daarnaast heeft Tokamak Energy uitgebreid onderzoek gepubliceerd naar een sferische tokamak als mogelijke proefcentrale binnen het Milestone-Based Fusion Development Program van het Amerikaanse Department of Energy. Die studies beschrijven een toekomstige installatie met 800 megawatt fusievermogen en ongeveer 85 megawatt netto elektrisch vermogen. In augustus 2026 liet het bedrijf echter weten dat het de specifieke proefcentrale uit deze publicaties niet zelf zal bouwen. De huidige commerciële rol bestaat steeds meer uit een combinatie van fusieonderzoek, magneetproductie en deelname aan grotere nationale en industriële projecten.

Energy Singularity bevindt zich opnieuw in een andere positie. HH70 is al een operationele volledig HTS-gebaseerde tokamak, waardoor het Chinese bedrijf ervaring heeft opgebouwd die concurrenten zonder werkende complete HTS-machine nog niet hebben. Het resultaat met langdurig plasma is vooral relevant voor toekomstige energieproductie, omdat commerciële centrales niet afhankelijk kunnen zijn van experimenten die slechts een fractie van een seconde duren. Tegelijkertijd mag een lange plasmaduur niet worden verward met hoge fusieprestaties. Een plasma dat lang stabiel blijft, vormt slechts één onderdeel van het probleem. Een energiecentrale moet ook temperaturen, dichtheden en opsluitingscondities bereiken die voldoende zijn om grote hoeveelheden fusie-energie te produceren. HH70 heeft technische integratie en langdurige werking aangetoond, maar geen netto energieproductie. De volgende machines binnen het programma van Energy Singularity zullen daarom beter laten zien in hoeverre deze technologie kan worden opgeschaald naar omstandigheden die geschikt zijn voor energieproductie.

De resterende kloof tussen krachtige magneten en praktische elektriciteitsproductie

HTS-magneten lossen een belangrijk probleem op, maar ze nemen de moeilijke technische uitdagingen rond een fusiecentrale niet weg. Een deuterium-tritiumreactor moet omgaan met een voortdurende stroom hoogenergetische neutronen die tijdens fusie ontstaan. Deze neutronen beschadigen op termijn materialen, activeren onderdelen en dragen warmte over aan de omringende constructies. Magneten moeten door afscherming tegen deze omgeving worden beschermd, maar extra afscherming maakt de machine groter en kan de economische haalbaarheid beïnvloeden. Ingenieurs moeten bovendien materialen ontwikkelen die direct aan het plasma grenzen en bestand zijn tegen zeer hoge warmtestromen, vooral rond de divertor, waar warmte en deeltjes bewust uit het plasma worden afgevoerd. Deze problemen worden veel moeilijker wanneer een installatie moet overstappen van experimentele pulsen naar herhaalde of langdurige werking op hoog vermogen.

Ook de brandstofvoorziening vormt een belangrijk vraagstuk. Deuterium is ruim beschikbaar, maar tritium is schaars en radioactief. De meeste ontwerpen voor commerciële fusiereactoren gaan er daarom van uit dat de centrale zelf tritium produceert door de fusiekamer te omringen met lithiumhoudende mantels. Een praktische reactor moet genoeg tritium produceren om het eigen verbruik te compenseren en tegelijkertijd nuttige warmte winnen en voldoende neutronenafscherming bieden. Dit is een van de redenen waarom CFS zich in 2026 aansloot bij het Lithium Breeding Tritium Innovation-programma van de UK Atomic Energy Authority. Magneetprestaties kunnen jaren eerder worden getest dan al deze onderdelen van de brandstofcyclus gezamenlijk kunnen worden aangetoond. Daarom zou zelfs een succesvolle SPARC-test nog aanzienlijke technische ontwikkeling vereisen voordat een commerciële ARC-centrale mogelijk wordt.

De economische kant kan uiteindelijk net zo belangrijk worden als de plasmafysica. Een HTS-reactor vereist grote hoeveelheden supergeleidende tape, gespecialiseerde constructiematerialen, cryogene apparatuur, systemen voor onderhoud op afstand en onderdelen die met zeer strakke toleranties moeten worden geproduceerd. De kosten van een eerste centrale zullen waarschijnlijk niet representatief zijn voor latere installaties die binnen een volwassen toeleveringsketen worden gebouwd. Ook betrouwbaarheid bepaalt of theoretisch aantrekkelijke elektriciteitskosten in de praktijk haalbaar zijn. Een reactor die regelmatig langdurig moet worden stilgelegd voor reparaties zou economisch moeilijk kunnen concurreren, zelfs wanneer het plasma uitstekend presteert. Daarom behandelen de meest geloofwaardige programma’s in 2026 produceerbaarheid, netaansluiting, onderhoud, brandstofvoorziening en levensduur van onderdelen steeds meer als centrale fusievraagstukken die niet pas na het oplossen van de plasmafysica kunnen worden aangepakt.

Wie staat in 2026 het dichtst bij praktische fusie-energie?

Als ‘het dichtst bij’ betekent welk project de meest gevorderde geïntegreerde route heeft van een HTS-demonstratiemagneet naar een tokamak met netto energieproductie en vervolgens naar een concrete commerciële energiecentrale, heeft Commonwealth Fusion Systems momenteel de sterkste positie. De belangrijkste magneettechnologie is op volledige schaal getest, productiemagneten worden gebouwd, SPARC is fysiek in aanbouw en volgens de actuele bedrijfsupdates moeten de activiteiten in 2027 beginnen. Voor ARC is al een locatie in Virginia gekozen, het beoogde nettovermogen bedraagt ongeveer 400 megawatt, de fysische basis is in wetenschappelijke publicaties beschreven en er is een aanvraag ingediend voor aansluiting op het PJM-elektriciteitsnet. Dat zijn opvallend concrete commerciële voorbereidingen voor een fusieproject. Ze bieden echter geen garantie dat de geplande ingebruikname van ARC in het begin van de jaren 2030 wordt gehaald. Het beslissende bewijs moet van SPARC zelf komen, vooral van de vraag of de machine de fusiewinst bereikt die nodig is om de hogemagneetveldaanpak te bevestigen.

Dat oordeel maakt andere HTS-programma’s niet minder relevant. Energy Singularity heeft al de eerste volledig HTS-gebaseerde tokamak ter wereld gebruikt en langdurige plasmawerking aangetoond, waardoor het bedrijf een voorsprong heeft op het gebied van één specifieke vorm van geïntegreerde technische ervaring. Tokamak Energy heeft een volledig hogemagneetveld-HTS-systeem gedemonstreerd en is een belangrijke magneetpartner geworden voor STEP en het Infinity Fusion Consortium. Type One Energy past HTS-technologie toe in een stellarator in plaats van een conventionele tokamak. De Infinity One-engineeringmachine op de Bull Run-locatie van de Tennessee Valley Authority staat gepland voor ingebruikname in 2029, terwijl de voorgestelde Infinity Two-energiecentrale in het daaropvolgende decennium ongeveer 400 megawatt elektriciteit moet produceren. Stellarators bieden het voordeel van mogelijke continue werking, maar de grote HTS-stellarator van Type One Energy moet nog worden gebouwd en getest.

De stand van zaken in 2026 is daarom veel verder ontwikkeld dan de bekende uitspraak dat fusie altijd tientallen jaren verwijderd blijft, maar van een volwaardige elektriciteitssector is nog geen sprake. HTS-magneten hebben één groot obstakel verkleind doordat zeer sterke magnetische velden op reactorschaal praktischer zijn geworden, en meerdere organisaties zijn verder gegaan van materiaalonderzoek naar volledige magneetsystemen of werkende fusie-installaties. De komende jaren moeten veel duidelijker bewijs opleveren. SPARC zal testen of compacte hogemagneetveldtokamaks netto fusie-energie kunnen bereiken; Energy Singularity zal proberen verder te schalen dan HH70; Type One Energy moet geavanceerde stellaratorontwerpen omzetten in een werkende Infinity One-machine; en Tokamak Energy zal HTS-systemen verder industrialiseren voor meerdere programma’s. Totdat een centrale herhaaldelijk netto elektriciteit aan het net levert, blijft praktische fusie een technisch doel en geen gerealiseerde energiebron. Op basis van het beschikbare bewijs in 2026 hebben HTS-magneten dat doel echter duidelijk dichter bij een werkelijk testbare realiteit gebracht.