Chinas Fusionsplan HL-4: Warum 25-Tesla-Magnete jetzt im Mittelpunkt stehen

Die Fusionsenergiekonferenz 2026 in Shanghai hat nähere Informationen zu HL-4 beziehungsweise Huanliu-4 vorgestellt. Die geplante Anlage soll nicht einfach einen weiteren Temperaturrekord aufstellen. Ihr Schwerpunkt liegt auf einer wesentlich härteren ingenieurtechnischen Frage: Können Hochtemperatur-Supraleitermagnete in der Hitze, Strahlung und mechanischen Belastung eines Fusionsgeräts zuverlässig arbeiten? 37

Die Ankündigung ist deshalb relevant, weil sie Chinas laufende Plasmaexperimente mit dem Aufbau einer eigenen industriellen Basis für künftige Fusionsanlagen verbindet. Von kommerzieller Fusionsstromerzeugung kann daraus allerdings noch nicht geschlossen werden.

HL-4 soll Chinas Tokamak-Programm in die Reaktor-Phase führen

Die Bezeichnung HL steht für die Huanliu-Reihe des Southwestern Institute of Physics. Auf HL-1 und HL-2A folgte HL-3, das derzeit als jüngstes großes Betriebsgerät dieser Reihe gilt. HL-4 wird nun als stärker reaktornahe Plattform beschrieben – und nicht lediglich als weiteres Experiment, das möglichst hohe Plasmatemperaturen erreichen soll.

Im Zentrum stehen Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) und hohe Magnetfeldstärken. Nach den Berichten von der Konferenz soll HL-4 die Zuverlässigkeit eines 25-Tesla-HTS-Magneten unter komplexen Fusionsbedingungen überprüfen. Chinesische Berichte ordnen die geplante Anlage als stationäre experimentelle Plattform für brennendes Plasma ein und nennen einen angestrebten Fusionsgewinn beziehungsweise Q-Wert von mehr als 5. Dabei handelt es sich um Planungsziele, nicht um bereits erzielte Betriebsergebnisse. 23

Praktisch soll HL-4 zeigen, ob die Magnettechnik intensive Wärmelasten, Strahlung sowie elektromagnetische und mechanische Kräfte dauerhaft aushält. Das ist eine andere Herausforderung als ein Tokamak, der für kurze Zeit ein extrem heißes Plasma erzeugt. Ein künftiges Kraftwerk müsste seine Magnete und die zugehörigen Systeme wiederholt und zuverlässig betreiben können.

Was HL-3 2025 erreicht hat

HL-3 liefert die physikalische Grundlage für den nächsten Schritt. Berichten zufolge erreichte die Anlage 2025 einen „doppelten“ Meilenstein im Bereich von 100 Millionen Grad: eine Ionentemperatur von etwa 120 Millionen °C und eine Elektronentemperatur von etwa 160 Millionen °C. 3642

Die genaue Angabe für die Ionentemperatur variiert je nach Quelle leicht. Ein Bericht der China National Nuclear Corporation (CNNC) zur Ankündigung vom März 2025 nannte 117 Millionen °C, spätere Zusammenfassungen sprachen von 120 Millionen °C. 3442 Entscheidend ist, dass HL-3 den für fortgeschrittene Fusionsplasma-Forschung relevanten Bereich von mehr als 100 Millionen Grad demonstrierte – nicht, dass die Anlage kommerziellen Strom erzeugte.

Für das aufgerüstete HL-3 sind außerdem Experimente mit brennendem Plasma um 2027 angekündigt worden. 3236 Damit soll der Übergang von extremen Plasmabedingungen zur Untersuchung eines sich teilweise selbst erhitzenden Plasmas vorangetrieben werden.

Der separate Fahrplan für 25-Tesla-Magnete

Parallel zur Vorstellung von HL-4 wurde ein eigenes Industrieprojekt bekannt. Ein Innovationskonsortium im Jangtse-Delta unter Leitung von China Fusion Energy und mit acht weiteren Unternehmen und Institutionen will Hochtemperatur-Supraleitermagnete für Tokamaks mit hohen Feldstärken entwickeln. Die Arbeiten sollen sich an den Anforderungen von HL-4 orientieren. 1819

Der veröffentlichte Zeitplan umfasst zwei unterschiedliche Etappen:

• Bis 2028: Aufbau der ersten Entwicklungs- und Testlinie für 25-Tesla-HTS-Hochfeldmagnete.
• Bis 2030: Abschluss der Entwicklung von Magnetprototypen.

Diese Termine beschreiben die Infrastruktur für die Magnetentwicklung und die Herstellung von Prototypen. Sie bedeuten nicht automatisch, dass HL-4 selbst bis dahin fertiggestellt oder in Betrieb genommen wird. Eine Testlinie kann vor dem Prototypen bereitstehen; ein Prototyp wiederum kann fertig sein, bevor er seinen Langzeitbetrieb in einer Fusionsumgebung nachweist. 2123

Das Konsortium unterstreicht zugleich, dass Chinas Fusionsstrategie über einzelne Forschungsinstitute hinausgeht. Supraleiterproduktion, Magnetbau, Kryotechnik, Stromversorgung, Strukturtechnik und Prüfverfahren müssen zusammenspielen, bevor eine Fusionsanlage zu einem wiederholbar nutzbaren Energiesystem werden kann.

Warum der 582-Tonnen-Magnet für BEST wichtig ist

Der im Juli getestete supraleitende Toroidalfeldmagnet mit einem Gewicht von 582 Tonnen gehört zu einem anderen Projekt: dem Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak, kurz BEST. Das chinesische Institut für Plasmaphysik meldete die vollständige Leistungsprüfung wichtiger supraleitender Magnetsysteme – darunter des Toroidalfeldmagneten und einer Hochtemperatur-supraleitenden Zentralsolenoid-Spule. Die eingesetzten Kerntechnologien seien vollständig in China entwickelt worden. 2231

Der Magnet ist ein bedeutender Fertigungs- und Systemintegrationsschritt, weil große supraleitende Magnete für den Einschluss des Tokamak-Plasmas unverzichtbar sind. Erfolgreiche Abnahme- und Vollparameterprüfungen sind jedoch nicht gleichbedeutend mit Nettoenergie aus Fusion. BEST befindet sich weiterhin im Bau. Die Fertigstellung ist für 2027 vorgesehen; um 2030 soll eine Demonstration von durch Fusion erzeugtem Strom angestrebt werden. 2552

Die Projekte lassen sich daher so voneinander unterscheiden:

• HL-3 demonstriert zunehmend anspruchsvolle Plasmabedingungen.
• HL-4 soll die Leistungsfähigkeit von HTS-Magneten unter reaktornahen Fusionsbedingungen prüfen.
• BEST entwickelt einen separaten supraleitenden Tokamak in Richtung brennendes Plasma und möglicher Stromerzeugung weiter.

Die Vorhaben sind Teile von Chinas umfassender Fusionsstrategie, aber ihre Meilensteine sind nicht austauschbar.

Ein Baustein von Chinas Technologie- und Industriepolitik

Chinas 15. Fünfjahresplan für den Zeitraum 2026 bis 2030 führt Fusionsenergie als einen Schwerpunkt unter den Zukunftstechnologien. Analysen betonen dabei das Ziel technologischer Eigenständigkeit und den Ausbau einheimischer Kapazitäten in strategischen Branchen. 4651

HL-4, der 25-Tesla-Fahrplan und BEST weisen deshalb nicht nur auf Fortschritte in der Plasmaphysik hin. Sie zeigen auch den Versuch, eine inländische Lieferkette für fortgeschrittene Tokamaks aufzubauen – von Supraleitern und großen Magneten bis zu Kryotechnik, Stromversorgung und Reaktorengineering.

Die häufig genannte Summe von mehr als 300 Milliarden Yuan an Investitionen bis 2030 sollte allerdings vorsichtig eingeordnet werden. Die verfügbare Quelle nennt sie als Schätzung für Fusion und weitere Zukunftsindustrien, nicht als eindeutig dokumentierten, ausschließlich für Fusion bestimmten Haushaltsposten oder als festes HL-4-Budget. 49 Belastbar ist daher vor allem die Schlussfolgerung, dass Fusion in China als strategisches Investitionsfeld gilt. Die genaue nationale Fusionssumme lässt sich aus den vorliegenden Belegen nicht ableiten.

Fazit

HL-4 ist am besten als Versuch zu verstehen, die Lücke zwischen beeindruckenden Tokamak-Experimenten und der schwierigen Technik eines künftigen Fusionsreaktors zu schließen. Die Hochtemperatur-Plasmaergebnisse von HL-3 zeigen Fortschritte bei der Physik. Der 582-Tonnen-Magnet für BEST steht für wachsende Fähigkeiten beim Bau und Test großer supraleitender Komponenten. Der HL-4-Fahrplan fügt eine noch anspruchsvollere Prüfung hinzu: Können Hochtemperatur-Supraleitermagnete die dauerhaft feindliche Umgebung in einer Fusionsanlage zuverlässig überstehen?

Das ist ein wichtiger Schritt im internationalen Wettbewerb um Fusionsenergie – aber weiterhin ein Schritt auf dem Weg zur Reaktorfähigkeit und kein Beleg dafür, dass kommerzielle Fusionskraftwerke bereits bereitstehen.