Kernfusion: Hype oder Lösung der Energieprobleme?

Mit Lasern eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle anzapfen – das klingt nach Science-Fiction. Vor gut einem Jahr schaffte es diese Verheißung weltweit in die Schlagzeilen. US-Forscher hatten am 5. Dezember 2022 Atomkerne verschmolzen und dabei mehr Energie erzeugt als sie per Laser direkt hineingesteckt hatten. „Eine der beeindruckendsten wissenschaftlichen Leistungen des 21. Jahrhunderts“ nannte das US-Energieministerin Jennifer Granholm.

Plötzlich redeten Politiker auch in Deutschland vermehrt über Kernfusion. Bundesforschungsministerium Bettina Stark-Watzinger (FDP) kündigte zuletzt Investitionen von mehr als einer Milliarde Euro für die kommenden fünf Jahre an.

Kernfusion braucht jederzeit genau 50 Jahre bis zur Technologiereife

„Das kann ich bestätigen“, sagt Thomas Klinger, Leiter des Fusionsexperiments „Wendelstein 7-X“ bei Greifswald, der Deutschen Presse-Agentur. „In der Fusionsforschung hat es schon sehr signifikante Fortschritte gegeben, die die breite Öffentlichkeit ermutigen, dass das doch kein Luftschloss ist, an dem ewig herumgebastelt wird.“ Auch „Wendelstein 7-X“ konnte Anfang des Jahres einen Meilenstein verbuchen. Es gelang, ein Plasma – eine Art vierter, für die Kernfusion benötigter Aggregatzustand – sehr heiß und lange aufrechtzuerhalten.

Blick auf den Forschungsreaktor «Wendelstein 7-X» im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. Foto: Stefan Sauer/dpa

Bei der Kernfusion werden Atomkerne bei extremen Temperaturen verschmolzen – sprich fusioniert. Das passiert auch in Sternen und damit auch in der Sonne. Wissenschaftler setzen dabei auf Laser oder Magnete.

Theoretisch ließen sich enorme Energiemengen erzeugen, klimaneutral, ohne Gefahr einer Reaktorkatastrophe wie bei der Kernspaltung und ohne langlebige und hochradioaktive Abfälle. Bislang ist das Zukunftsmusik, trotz jahrzehntelanger Forschung. Diesbezüglich erklärte Manfred Haferburg, ehemaliger Oberschichtleiter des Kernkraftwerks Greifswald im Interview mit Epoch Times, die „Haferburgsche Kernfusionskonstante“. Sie besagt:

Es dauert immer noch genau 50 Jahre bis zur Industriereife dieser Technologie – unabhängig vom Zeitpunkt der Betrachtung.“

Private Investitionen im Milliardenbereich

„Einen Stern auf der Erde künstlich zu erzeugen, am Leben zu erhalten und zu melken“, sei das Komplizierteste, das Menschen jemals versucht hätten, sagt Markus Roth von der Technischen Universität Darmstadt. „Wäre es Raketenwissenschaft, hätten wir es in den 60ern bereits hinter uns gebracht.“

Bei dem Experiment in den USA war wie in der Forschung üblich nur die Energiebilanz des Plasmas selbst berücksichtigt worden – nicht aber die Gesamtbilanz. Für eine künftige Stromerzeugung ist entscheidend, dass diese positiv ist, was sie weiterhin bisher noch längst nicht ist. Den damaligen Angaben zufolge benötigte die Anlage etwa 300 Megajoule Energie, um zwei Megajoule Laserenergie zu liefern, die drei Megajoule Fusionsausbeute erzeugten. Zudem ist zu berücksichtigen, dass die erzeugte Energie thermisch anfällt, bei der Übertragung in Strom kommt es in der Regel zu großen Verlusten.

Das von Roth mitgegründete deutsch-amerikanische Start-up Focused Energy will Laserfusion nutzbar machen. Beteiligt seien mehrere Forscher, die am Durchbruch vor einem Jahr in den USA mitgewirkt hätten. Man sei bereits ins Weiße Haus eingeladen worden und Teil eines US-Förderprogramms. Laut Roth belebt eine wachsende Anzahl von Start-ups die Entwicklung. Die Firmen hätten teilweise schon private Investitionen im Milliardenbereich eingeworben.

Aber Geld allein nützt auch nichts, sagt Klinger. Benötigt werde ein entsprechendes Umfeld, zu dem auch die Industrie gehöre. „Es gibt in dem Sinne keine Fusionsindustrie. Die beginnt, sich so langsam zu formieren.“ Dafür müssten auch tatsächlich Prototypen entwickelt und Anlagen gebaut werden. Dieser Sparring-Effekt sei wichtig.

„Nicht hemmungslos optimistisch, aber optimistisch“

Das Unternehmen Gauss Fusion ist nach eigenen Angaben das einzige der rund 40 existierenden und vor allem aus den USA stammenden Kernfusions-Unternehmen, das aus der Industrie und nicht aus der Forschung kommt. Fusion ans Netz zu bringen sei kein physikalisches Problem mehr, sondern ein ingenieurtechnisches, sagt die Geschäftsführerin Milena Roveda. Ihr Ziel: bis Anfang der 2040er Jahre in Europa ein Kraftwerk zu bauen. Kostenpunkt: 20 Milliarden. Danach würden die Kosten sinken. Das Geld soll von öffentlichen und privatwirtschaftlichen Geldgebern kommen.

Klinger erkennt an, dass Fusionsenergie eher in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts eine Rolle spielen werde. „Ich finde das auch ehrlich gesagt nicht schlimm.“ Es sei Wunschdenken, dass nach 2050 goldene Zeiten in Sachen Energie anbrechen. Es gebe unterversorgte Weltregionen und die Entfernung von Treibhausgasen aus der Atmosphäre werde viel Energie brauchen. Für Roth geht es auch um Energieunabhängigkeit: Auch bei der Versorgung mit Solarenergie oder Wasserstoff sei man künftig von anderen Weltregionen abhängig. Kernfusion könne Abhilfe schaffen.

Ab Mitte des Jahrhunderts könnte ein erstes Fusionskraftwerk stehen, glaubt Klinger. „Das halte ich durchaus für machbar, ohne dass man da auf zu wackeligen Füßen steht.“ Wenn man direkt loslege, sei es unter Umständen auch in 20 Jahren schaffbar – mit etwas mehr Risiko, weil dann weniger technische Fragen im Vorfeld geklärt wären. „Es bleibt schwierig. Wir sind immer an der Grenze des technisch Machbaren.“ Aber generell ist Klinger optimistisch. „Jetzt nicht hemmungslos optimistisch, aber optimistisch. Das müsste klappen. Das ist das Beste, was ein Wissenschaftler sagen kann.“ (dpa/ts)