15.10.20 Nach der Energiewende ist vor der Energiewende – der lange Atem der Fusionsforschung Hans-Joachim Ziegler • 4 min.

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Summary

Aus der klassischen Atomenergie steigt Deutschland seit einigen Jahren konsequent aus. Parallel investiert der Staat jedoch viel Geld in die Erforschung einer neuartigen Atomtechnologie, die besser und sicherer sein soll: Fusionsreaktoren erzeugen Strom, indem sie zwei Atomkerne zu einem verschmelzen, ohne dabei Unmengen strahlenden Mülls zu erzeugen. Reicht die Zeit aus, um die Technik für die Energiewende nutzbar zu machen?

Damit Europa seine Klimaziele erreichen kann, müssen erneuerbare Energieträger mit vollem Einsatz weiterentwickelt und ausgebaut werden. Diese Umstellung bringt jedoch ihre eigenen Herausforderungen mit sich. Denn da die Leistung von Solar- und Windkraftwerken nur bedingt geregelt werden kann – wenn es wolkig und windstill ist, dann ist es eben wolkig und windstill – braucht es Lösungen, um auch in Zukunft Netzstabilität und Versorgungssicherheit garantieren zu können.

Ein Ansatz besteht ausgerechnet darin, hier bei uns auf der Erde eigene kleine Sonnen zu erzeugen, die uns sicher mit Strom versorgen, wenn die Erneuerbaren mal Pause machen. Nichts anderes wären nämlich die Fusionsreaktoren, in deren Entwicklung heute Milliarden Euro investiert werden. Bei rund 150 Millionen Grad Celsius könnten in solchen Kraftwerken zwei Atomkerne zu einem einzigen verschmolzen werden: Aus Deuterium und Tritium wird Helium. Dabei wird ein Neutron frei, dessen Energie Wasser erhitzt, welches wiederum Turbinen antreibt und somit Strom erzeugt.

Kernfusion ist gewissermaßen das Gegenteil der klassischen Kernspaltung. Nicht nur geht der Prozess in die andere Richtung – statt zu spalten, wird verschmolzen – auch die Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft sollen komplett unterschiedlich sein. Während Kernspaltung hohe Risiken birgt und eine Menge radioaktiven Abfall produziert, ist die Kernfusion vergleichsweise sauber. Und auch, dass der Fusions-Prozess außer Kontrolle gerät und ganze Landstriche verwüstet, ist laut Wissenschaftlern ausgeschlossen. Selbst bei einem Terrorangriff, so heißt es, müsste man sich keinerlei Sorgen machen: „Die Anwohner am Kraftwerk müssten nicht evakuiert werden.“

Letzteres verspricht Bernard Bigot, der seit 2015 als Generaldirektor des ITER fungiert. ITER steht für „Internationaler Thermonuklearer Experimenteller Reaktor“ und bezeichnet den heute wohl prominentesten Versuch, die Fusionsforschung voranzutreiben. Der Testreaktor im französischen Cadarache soll beweisen, dass die Technologie nicht nur beherrschbar ist, sondern auch mehr Energie produzieren kann, als sie verbraucht. Bislang ist das noch nie gelungen. Es ist wohl nicht übertrieben zu sagen, dass die ganze Branche auf dieses Projekt blickt. Die Zukunft der Fusionsenergie hängt nicht zuletzt vom Erfolg des ITER ab.

Die unmittelbare Vergangenheit des Projekts stimmt jedoch erstmal wenig optimistisch. So sollte das Kraftwerk ursprünglich 5 Mrd. Euro kosten und 2016 den Betrieb aufnehmen. Schnell verdreifachte sich der Betrag jedoch, während die Fertigstellung auf 2019 verschoben wurde. Aktuell hat man sich mit einem Preis von knapp 20 Mrd. abgefunden und hofft, im Jahr 2025 immerhin anfangen können.

Dass es jedoch wenigstens bei diesen Zahlen bleibt, ist alles andere als gesichert. Nicht nur leidet das Projekt darunter, dass mit den USA, Russland, China, Südkorea, Japan, Indien und der EU sehr viele Akteure mitreden, mitarbeiten und mitprofitieren wollen. Es gibt auch eine ganze Bandbreite an technischen Problemen, für die eine Lösung noch in weiter Ferne scheint. Die elementarsten unter diesen hat der Kernforscher Michael Dittmar erst kürzlich in einem Gutachten für die Grünen zusammengestellt. So weiß bis heute zum Beispiel niemand, woraus man die innere Wand des Vakuumgefäßes fertigen soll, in welchem die Kernreaktion später stattfindet. Der Grund dafür ist so simpel wie erstaunlich: Es existiert einfach kein Material, das der für die Kernfusion notwendigen Hitze dauerhaft standhält.

Ebenfalls ungeklärt ist die Frage, woher man das Tritium nehmen will, das eine der beiden Hauptzutaten für die Fusion ist. Heute beziehen die Forscher ihren vergleichsweise geringen Bedarf von Atomkraftwerken, deren Zahl allerdings immer weiter schrumpft. Laut Dittmar müssten Fusionsreaktoren ihren Bedarf an Tritium darum in Zukunft selbst herstellen. Wie das aber funktionieren kann, dafür gibt es heute bestenfalls Theorien. Von einer praktikablen, wirtschaftlich sinnvollen Umsetzung ist die Wirtschaft viele Jahre entfernt.

Womit der wichtigste Kritikpunkt benannt wäre, den die Gegner von Fusionskraftwerken vorbringen: Selbst nach den optimistischsten Zeitplänen könnten die ersten Reaktoren frühestens 2055 damit beginnen, Strom ins Netz einzuspeisen. Um einen Beitrag zur Erreichung der europäischen Klimaziele zu leisten, ist das mindestens fünf Jahre zu spät. Und selbst dann lässt sich angesichts schon heute fallender Kosten zum Beispiel bei Energiespeichern und der Herstellung grünen Wasserstoffs zumindest bezweifeln, ob die Energie aus Fusionskraftwerken überhaupt konkurrenzfähig wäre.

Das Handelsblatt rechnet vor, dass die EU bis 2035 insgesamt etwa 20 Mrd. Euro in den ITER gesteckt haben wird. Auch Deutschland ist natürlich an diesen Investitionen beteiligt und gibt außerdem jedes Jahr weitere 137 Millionen Euro für die inländische Fusionsforschung aus. In Anbetracht der gewaltigen Unsicherheiten und langen Entwicklungsdauer der Technologie stellt sich die Frage, ob das Geld nicht anderswo besser angelegt wäre. Für die Grünen ist die Sache jedenfalls eindeutig: „Bei der Weiterentwicklung der nationalen Energieforschung dürfen keine öffentlichen Gelder mehr für die Erforschung von Kernfusion, Transmutation und Reaktoren der IV. Generation vergeben werden,“ so lautet ein Fraktionsbeschluss.

ITER-Generaldirektor Bigot sieht das naturgemäß anders. "Meine tiefe Überzeugung ist, dass wir uns nicht allein auf Wind, Sonne und Wasserkraft verlassen können. Wir brauchen eine Ergänzung, eine Energieform, die beständig und in großem Umfang produziert werden kann. Der große Vorteil der Kernfusion ist, dass sie keine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima hat. Die potenziellen Vorteile sind so beträchtlich, dass es meiner Meinung nach Sinn macht, Geduld aufzubringen.“ Und auch das Bundesforschungsministerium hält am ITER-Projekt fest: "Die weltweit steigende Energienachfrage erfordert es aus deutscher Sicht, technologieoffen eine breite Palette von Optionen für die künftige Energieversorgung zu beforschen,“ heißt von dieser Seite.

Allgemein scheint es eher unwahrscheinlich, dass ein Projekt, in das bereits so viel Geld geflossen ist, einfach wieder auf Eis gelegt wird. Und wer weiß: Vielleicht ist Kernfusion ja wirklich ein Energielieferant der Zukunft. Nur eben nicht von der Zukunft, für die sich gerade alle interessieren. Sondern von der danach.

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