Energie durch Kernfusion: Für immer ein Traum?
Der Bau des Fusionsreaktors ITER kommt voran. Doch selbst die Befürworter der Technik räumen ein, dass es noch viele ungelöste Probleme gibt.
Der Fusionsreaktor ITER im französischen Cadarache soll Atomkerne fusionieren Foto: AP
Es waren große Worte, mit denen Frankreichs Präsident Ende Juli den Fusionsreaktor ITER feierte: Ein „Versprechen von Fortschritt und von Vertrauen in die Wissenschaft“ sei das Milliardenprojekt, dessen Zusammenbau an jenem Tag offiziell begonnen hat.
Und natürlich wiederholte Emmanuel Macron die Verheißungen, die die Fusion der Menschheit bringen soll: Die Energieerzeugung, bei der nach dem Vorbild der Sonne Atome miteinander verschmolzen werden, werde „die Bedürfnisse der Bevölkerungen in allen Teilen der Welt erfüllen, den Herausforderungen des Klimawandels begegnen und die natürlichen Ressourcen schützen“, versprach er.
Tatsächlich sind bei dem umstrittenen Fusionsreaktor nach langen Verzögerungen derzeit einige Fortschritte zu sehen. Während von der ersten Idee im Jahr 1985 bis zum offiziellen Baubeginn über zwanzig Jahre vergingen und in den ersten Jahren auf der Baustelle wenig passierte, ist derzeit viel los im südfranzösischen Cadarache: Aus aller Welt sind gewaltige Bauteile für den künftigen Reaktor eingetroffen, nun werden sie von einem internationalen Team mit riesigen Kränen zusammengesetzt.
Die erste Fusion in 16 Jahren
Auch die Bundesregierung steht hinter der Technologie. Für Thomas Bareiß, CDU-Staatssekretär im Bundeswirtschaftsministerium, ist Fusion gar „die beste Technologie“ für „eine saubere, sichere, bezahlbare Energieversorgung“.
Die Betreiber des Forschungsreaktors verbreiten großen Optimismus: Schon in fünf Jahren soll in ITER erstmals Plasma erzeugt werden. So heißt der vierte Zustand neben fest, flüssig und gasförmig, in dem sich bei gewaltigen Temperaturen von 150 Millionen Grad die Atomstruktur auflöst: Atomkerne und Elektronen werden voneinander getrennt. Weitere zehn Jahre später sollen dann erste Fusionsexperimente stattfinden.
Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. So weit, dass viele ExpertInnen bezweifeln, dass jemals in größerem Stil Strom mithilfe von Fusion erzeugt wird. „Alles, was bisher passiert ist, zeigt, dass kommerzielle Energieproduktion aus Fusion niemals Realität wird“, meint etwa Michael Dittmar von der ETH Zürich. „Es wird Zeit, dass die Fusionsforscher das endlich zugeben.“ Der Teilchenphysiker hat für die Bundestagsfraktion der Grünen die zahlreichen ungelösten Probleme bei der Fusion zusammengestellt.
Nun ist es nicht überraschend, dass die Grünen, die die Fusionsversuche schon lange kritisch sehen, einen Gutachter gefunden haben, der ihre Vorbehalte teilt. Erstaunlich ist aber, dass auch Wissenschaftler, die eigentlich hinter ITER stehen, die zentralen Aussagen seiner Analyse bestätigen.
Bisher hat sich die Kritik an ITER in Deutschland meist darauf konzentriert, dass das Projekt immer teurer wird und immer länger dauert: Statt im Jahr 2000, wie bei den ersten Planungen gehofft, oder 2019, wie beim Baubeginn 2007 angekündigt, ist die Fertigstellung von ITER derzeit für das Jahr 2025 vorgesehen, wobei weitere Verzögerungen als wahrscheinlich gelten; die erste Fusion wird frühestens 2036 stattfinden.
Und aus den 5,5 Milliarden Euro, die zu Beginn als Gesamtkosten genannt wurden, sind mittlerweile geschätzte 30 Milliarden Euro geworden; die exakte Summe ist nicht bekannt, weil jedes der beteiligten Länder die finanzielle Verantwortung für die von dort gelieferten Teile trägt. Gerade Ende Juli hat die EU beschlossen, die ITER-Ausgaben im Zeitraum bis 2027 auf 5 Milliarden Euro nahezu zu verdoppeln; insgesamt wird sie etwa die Hälfte der Kosten tragen.
Doch selbst so viel Zeit und Geld könnten ja gut investiert sein, wenn am Ende wirklich die Lösung aller Energieprobleme stünde. Danach sieht es allerdings nicht aus.
Dittmar nennt in seinem Gutachten, das der taz vorliegt, vier zentrale Problemfelder, für die es bisher keine Lösung gibt. Um diese zu verstehen, muss man etwas tiefer in die Prozesse einsteigen, die in einem Fusionsreaktor ablaufen.
Im Plasma, das sich in einem donutförmigen Vakuumgefäß befindet und das von starken Magnetfeldern zusammengehalten wird, findet die Fusionsreaktion statt: Deuterium, ein Wasserstoff-Atom, das anders als normaler Wasserstoff neben einem Elektron und einem Proton zusätzlich ein neutrales Teilchen, ein Neutron, enthält, und Tritium, ein Wasserstoff-Atom mit zwei Neutronen, verbinden sich dabei zu einem Helium-Atom und einem freien Neutron.
Diese Reaktion setzt gewaltige Hitze frei. Die soll eines Tages sowohl die hohe Temperatur für das Plasma aufrechterhalten als auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Radioaktiver Abfall entsteht dabei nur in geringer Menge, eine unkontrollierte Kettenreaktion wie in Kernkraftwerken kann es nicht geben.
Ziel von ITER ist es, den Fusionsprozess maximal 7 bis 8 Minuten am Stück aufrechtzuerhalten. Anschließend muss das Plasma jeweils gereinigt werden. „Doch das ist noch mehrere Größenordnungen entfernt von den Anforderungen eines kommerziellen Reaktors“, schreibt Dittmar. „Wie ein stabiles Plasma in der dort erforderlichen Größe und Dauer erreicht werden soll, ist völlig unklar.“
Umgeben ist das Plasma im sogenannten Vakuumgefäß von einer mehrschichtigen Hülle. Und die muss viel aushalten: Die innere Wand ist gewaltigen Temperaturen und permanentem Beschuss mit energiereichen Neutronen ausgesetzt; diesen muss sie standhalten, ohne sie zu stark abzubremsen. „Es gibt heute kein Material, das diesen Anforderungen auch nur nahe kommt“, schreibt Dittmar.
Das klingt unglaublich. Doch es wird tatsächlich von offizieller Stelle bestätigt.
Michel Claessens ist in der EU-Kommission einer der Verantwortlichen für das ITER-Projekt. Zuvor leitete der Wissenschaftler, der in physikalischer Chemie promoviert hat, fünf Jahre lang die Öffentlichkeitsarbeit von ITER in Cadarache. Er sagt der taz: „Wir haben bisher keine Lösung für die innerste Schicht des Reaktors.“
Bei ITER werde dafür Beryllium verwendet, aber für spätere Reaktoren sei dies ungeeignet. „Es wird der Beanspruchung nicht dauerhaft standhalten“, sagt Claessens. Und was heißt das? Man müsse eben noch intensiver an Lösungen arbeiten, meint der EU-ITER-Experte – und noch mehr Geld ausgeben: „Darum finanzieren die EU und Japan ein zusätzliches Forschungsprogramm, um neue Materialien für Fusionsreaktoren zu finden.“
Ebenfalls ungelöst ist ein weiteres zentrales Problem: die Versorgung mit Tritium, einem der zwei Ausgangsisotope der Fusion. Während Deuterium aus Meerwasser gewonnen werden kann, kommt Tritium in der Natur praktisch nicht vor. ITER wird ebenso wie alle bisherigen, wesentlich kleineren Fusionsexperimente auf Tritium angewiesen sein, das beim Betrieb von speziellen Atomkraftwerken entsteht, die Schwerwasser-Reaktoren vom Typ Candu nutzen. Davon sind aber nur noch 28 in Betrieb, und es werden ständig weniger. Zudem zerfällt das radioaktive Tritium mit einer Halbwertzeit von zwölf Jahren, sodass die vorhandenen Vorräte schnell abnehmen, wenn kein neues Tritium mehr produziert wird.
„Alle weiteren Fusionsreaktoren nach ITER müssen darum ihr eigenes Tritium erzeugen“, schreibt Dittmar. Das kann geschehen, wenn ein Neutron im sogenannten Breeding Blanket in der Hülle, die das Plasma umgibt, auf Lithium trifft, wobei Tritium und Helium entstehen. Doch die Vorstellung, dass das gelingt, basiere auf nichts anderem als auf „Hoffnungen, Fantasien, Missverständnissen oder sogar bewussten Falschdarstellungen“, meint Dittmar.
Dass es für weitere Versuchsreaktoren oder gar für kommerzielle Fusionskraftwerke kein Tritium mehr gibt, bestätigen alle Wissenschaftler, die dazu arbeiten. „Tritium-Selbstversorgung zu erreichen wird eine unausweichliche Voraussetzung für alle künftigen Fusionsanlagen nach ITER“, schreibt etwa Gianfranco Federici im vergangenen Jahr in einem Paper in der IAEA-Zeitschrift Nuclear Fusion. Der Italiener leitet die Abteilung für Kraftwerksphysik und -technologie bei Eurofusion, dem europäischen Forschungszusammenschluss zur Fusion. Er arbeitet an Konzepten für einen Demonstrationsfusionsreaktor, der auf ITER folgen soll. Federici bestätigt Dittmars Aussage, dass es zur Erzeugung von Tritium in Fusionsreaktoren bisher nur theoretische Überlegungen gibt. „Trotz seiner kritischen Bedeutung für die Fusionsentwicklung ist noch nie ein Breeding Blanket gebaut oder getestet worden“, schreibt er.
In ITER sind erste Tests mit solchen Blankets geplant, doch diese mussten wegen Platzproblemen im Reaktor deutlich eingeschränkt werden. Und selbst wenn sie erfolgreich verlaufen sollten, würden nach ITER noch „Lücken und Risiken“ bestehen bleiben, so Federici. Auch Michel Claessens von der EU räumt ein, dass ITER praktisch die gesamten weltweit vorhandenen Tritiumvorräte aufbrauchen werde und die weitere Versorgung ein „ernsthafter Engpass“ sei.
Noch deutlicher wird Mohamed Abdou. Der Nuklearphysiker an der University of California in Los Angeles hat über vierzig Jahre zum Thema Fusion geforscht – und zieht kurz vor seinem Ruhestand eine ernüchternde Bilanz. In einem Resümee beim Internationalen Symposium zu Fusionstechnologie, das im vergangenen Jahr in Budapest stattfand, erklärte er laut dem Vortragsmanuskript (hier als pdf), dass die Fortschritte der vergangenen Jahrzehnte „frustrierend langsam“ waren.
Der Reaktor
Iter steht eigentlich für „International Thermonuclear Experimental Reactor“. Weil das offenbar zu viele negative Assoziation hervorruft, schreibt das Iter-Konsortium die Abkürzung inzwischen nicht mehr aus, sondern erklärt sie nur mit dem lateinischen Wort für „der Weg“ – und das soll natürlich der in die Energiezukunft sein.
Das Konsortium
Getragen wird Iter gemeinsam von der EU, den USA, China, Japan, Russland und Indien. Weil jedes Land für einen bestimmten Teil von Iter verantwortlich ist, gibt es keinen finanziellen Gesamtplan. Schätzungen gehen von über 30 Milliarden Euro aus, auf die EU entfällt davon etwa die Hälfte.
Der Zeitplan
Die Planung für einen internationalen Fusionsreaktor begann 1985 unter US-Präsident Ronald Reagan und UdSSR-Generalsekretär Michail Gorbatschow. Erst 2006 wurde schließlich ein Vertrag zur Finanzierung von Iter unterzeichnet, Anfang 2007 mit den Bauvorbereitungen begonnen. Nach derzeitigem Plan soll der Reaktor 2025 fertiggestellt sein und das erste Plasma erzeugt werden, ab 2036 dann mit tatsächlicher Fusion experimentiert werden. Ab 2040 soll der Reaktor wieder abgebaut werden.
Es gebe „große Unsicherheiten beim Erreichen der Tritium-Selbstversorgung“, heißt es, und die bei ITER geplanten Versuche reichten nicht aus, um diese zu beheben. Abdou fordert: „Wir können nicht damit weitermachen, nur über die Themen zu reden, bei denen wir wissen, wie wir sie lösen, und kritische, für die Funktion erforderliche Probleme zu ignorieren, für die wir keine Lösung haben.“
Anders als Fusionskritiker Dittmar wollen die Fusionsforscher die Technologie aber noch nicht aufgeben. Für Abdou ist die Konsequenz aus dem bisherigen Scheitern an Lösungen der entscheidenden Fragen: dass noch mehr Geld für Fusionsforschung bereitgestellt wird. Neben privaten Investoren setzt er dabei auch auf mehr staatliche Mittel, vor allem aus den USA. Auch der europäische Fusionsforscher Federici fordert in seinem Paper „ein kraftvolles Physik- und Technologie-Forschungs- und Entwicklungsprogramm über ITER hinaus“.
Das lehnt Sylvia Kotting-Uhl entschieden ab. Der langjährigen Bundestagsabgeordneten der Grünen und derzeitigen Vorsitzenden des Bundestags-Umweltausschusses sind schon die bisherigen Ausgaben der EU für ITER viel zu hoch. „Nach erfolglosen Jahrzehnten weitere 5 Milliarden Euro in ein aussichtsloses Projekt zu pumpen zeugt von mangelndem Zukunftsverständnis“, sagt sie der taz.
Auch die zuletzt von Macron wiederholte Vision, dass die Fusion eine Lösung für den Klimawandel sein könne, überzeugt die Grüne nicht: „Der Kampf gegen die Klimakrise darf nicht zum Wunschdenken an ungewisse Megaprojekte verkommen.“ Anstatt auf ein Wunder in ferner Zukunft zu hoffen, müssten Deutschland und die EU in bereits ausgereifte Klimaschutztechnologien investieren, sagt Kotting-Uhl. Und selbst wenn die Fusion irgendwann doch noch gelingen würde, käme sie für eine Lösung der Klimakrise zu spät, meint die Abgeordnete: „Für das Erreichen der Klimaneutralität bis 2050 ist die Kernfusion – falls sie je kommt – irrelevant.“
Tatsächlich wird gerade die Beschleunigung der Klimakrise, die stets als Argument für die Fusion angeführt wurde, zunehmend zum Problem für die Technik. Denn um irreversible Klimaschäden zu vermeiden, müssen die Emissionen in den Industriestaaten schon in der Mitte des Jahrhunderts auf null sinken. Doch dass die Fusion bis dahin irgendeinen Beitrag zur Energieversorgung leisten kann, behaupten nicht mal die größten Optimisten.
In ihren Planungen folgen auf ITER zunächst mehrere weitere Forschungsreaktoren (genannt „Demo“), die deutlich größer wären und, anders als ITER, tatsächlich Strom produzieren würden. Und erst wenn diese erfolgreich wären, könnte mit der Planung von kommerziellen Reaktoren begonnen werden – irgendwann weit in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts.
Und selbst wenn die zahlreichen technologischen Probleme, für die bisher nicht mal theoretisch eine Lösung in Sicht ist, in der Praxis gemeistert werden könnten, bleibt die Frage, ob Fusion auch wirtschaftlich funktionieren würde.
Bei ITER, dem bisher größten und teuersten Fusionsreaktor, würde die erzeugte Wärme lediglich in kurzen Phasen dafür genügen, eineinhalb mal so viel Strom zu erzeugen, wie dem Reaktor für den Fusionsprozess insgesamt zugeführt werden muss; den auf der ITER-Webseite genannten Faktor von 10 bezeichnet selbst EU-Mann Claessens in einem Buch über den Reaktor als Irreführung. Denn dabei wird nur der Strom zum Heizen des Plasmas berücksichtigt und dieser zudem mit der erzeugten Wärmeenergie verglichen statt mit dem Strom, der damit produziert werden könnte.
Ein kommerzieller Reaktor, der so viel Strom erzeugen soll wie ein heutiges Atom- oder Kohlekraftwerk, müsste um ein Vielfaches größer sein als ITER – und würde damit, abgesehen von allen damit verbundenen technischen Schwierigkeiten, auch wesentlich teurer.
Angesichts der Tatsache, dass selbst technisch ausgereifte konventionelle Atomkraftwerke heute kaum noch mit der immer billiger werdenden Stromerzeugung aus Wind und Sonne konkurrieren können und auch die Speicherung von Strom zunehmend billiger wird, scheint es kaum vorstellbar, wie Strom aus Großkraftwerken mit Kosten im zweistelligen Milliardenbereich in fünfzig Jahren günstiger sein soll als solcher aus erneuerbaren Quellen.
Dieser Text stammt aus der taz am wochenende. Immer ab Samstag am Kiosk, im eKiosk oder gleich im Wochenendabo. Und bei Facebook und Twitter.
Dass CDU-Staatssekretär Thomas Bareiß angesichts dieser Faktenlage zur Einschätzung kommt, Fusion könne für eine „bezahlbare Energieversorgung“ sorgen, ist darum überraschend. Eine Nachfrage, was die Grundlage für diese Aussage sei, blieb unbeantwortet. Das Wirtschaftsministerium erklärte lediglich, obwohl die Fusionsforschung „Fortschritte gemacht“ habe, sei es „noch nicht möglich, genau vorauszusagen, wann eine kommerzielle Stromproduktion aus Fusion erfolgen kann“.
Wirtschaftlichkeit unklar
Dass noch offen ist, ob Fusion jemals konkurrenzfähig wird, räumt auch EU-Experte Claessens ein. „Die wirtschaftliche Tragfähigkeit muss erst noch demonstriert werden“, sagt er. Doch aufhalten lassen will er sich davon nach jahrelanger Arbeit für das Projekt nicht mehr: „Vielleicht wird es nicht klappen. Aber wir sollten es wenigstens versuchen, denn die potenziellen Vorteile sind enorm.“
Auch das Wirtschaftsministerium lässt sich von den offenen Fragen nicht beeindrucken. „Kernfusion ist aus Sicht der Bundesregierung eine energiepolitische Option über den Zeitraum 2050 hinaus“, heißt es aus dem Haus von Minister Peter Altmaier. „Deshalb beteiligt sich Deutschland auch an ITER.“
Michael Dittmar erinnert dieses Vorgehen an „Des Kaisers neue Kleider“, das Märchen von Hans Christian Andersen. „Wenn alle anderen behaupten, etwas zu sehen, traut sich keiner zu sagen, dass er nackt ist“, meint der Physiker.
Leser*innenkommentare
Steffi Wild
taz-Mitarbeiter*in
Geht es hier nur um die Tokamak Bauweise von Iter oder wird in der Studie auch auf auf einen Stellarator wie Wendelstein 7-X eingegangen?
Hanzo Tanaka
@Steffi Wild Soweit ich weiß gelten Stellaratoren als obsolet, zumindest als Kandidaten für kommerzielle Kraftwerke, da es fundamentale Probleme gibt die bei der Tokamak Bauweise nicht auftreten.
Deshalb sind auch nach Wendelstein keine weiteren, größeren Projekte a la ITER oder gar DEMO mehr geplant.
Wimre ist der Stellarator ein Konzept aus der Anfangszeit der Fusionsforschung, als man noch weniger Ahnung hatte als heute.
Schrauberlehrling
Torus heisst die geometrische Figur. Torus nicht Donut - oder ist da etwas Puderzucker oder Zuckerguss drauf...
hup
Zusammengefasst:
- Selbst im Idealfall braucht es einige Jahrzehnte bis bis Fusions-Leistungsreaktoren verfügbar wären
- Damit ist das Konzept komplett irrelevant zur Begrenzung des Klimawandels
- Sollte es technisch funktionieren ist nicht klar ob das bereits zu heutigen Bedingungen ökonomisch sinnvoll wäre, von hoffentlich 100% EE-Versorgung zum möglichen Bauzeitpunkt eines Leistungsreaktors ganz zu schweigen
- Die Technik (falls jemals verfügbar) ist extrem Finanzierungsintensiv und erfordert HiTech-Infrastruktur, kommt also nur für reiche Industriestaaten überhaupt in Frage
-> Die Bedeutung für die Stromversorgung der Welt ist praktisch in jeder Beziehung irrelevant. Zu teuer, zu wenig, zu spät, zu kompliziert.
EE ist der Kernfusion in jeder Beziehung überlegen: Billiger, einfacher zu handeln, auch in Schwellenländern gut einsetzbar - und vor allem: Bereits verfügbar.
83191 (Profil gelöscht)
Gast
@hup Was ist mit Grundlast, Platzverbrauch und Regionale Verfügbarkeit? Sind da die EE auch überlegen? ;-)
Und wenn wir auch nur einen Bruchteil vom Straßenverkehr auf Elektro umrüsten wollen, oder die Treibstoffe für Schiffe durch Synthese-Treibstoffe ersetzen wollen, können sie entweder den gesamten Planeten mit EE zupflastern und dafür verhungern, oder aber auf Mobilität verzichten. Denn wie stabil uns unsere Umwelt mit vermeintlich wiederkehrenden Ressourcen versorgt sehen Sie an den wiederkehrenden Dürren.
Wir benötigen für die Grundlast eine Alternative zu Kernspaltung oder Fossilen Energieträgern. Ob diese Alternative nun Kernfusion heißt oder etwas Anderes, ist relativ egal.
Saile
@83191 (Profil gelöscht) Für eine komplette Energieversorgung mit EE muß keineswegs „der ganze Planet zugepflastert“ werden! Da reichen ein paar unwirtliche Wüsten aus...gerade für die Produktion synthetischer Kraftstoffe, da diese ja dann problemlos exportiert werden können.
83191 (Profil gelöscht)
Gast
@Saile Welche Wüsten denn? Die Sahara vielleicht? Durch welchen stabilen Anreinerstaat sie die Kabel ziehen wollen bin ich gespannt. Und ob dieses Land diese Abhängigkeit evtl. in 10 Jahren ausnutzt (s. Türkei). Am ehesten käme im Moment Spanien dran. Aber Solar ist nunmal nur tagsüber da, im Winter sogar extra weniger (was toll ist, weil wir ja dafür im Gegenzug mehr Strom für Beleuchtung brauchen).
Dazu kommt das Hochtemperatur-Bereiche sich eben selbst wenn man den stärkeren Verschleiß außen vorlässt, nicht für Solarenergie eignen, da der Wirkungsgrad mit steigender Temperatur abnimmt. Googeln sie "Solarzelle Hitze". Ob Windkraft in der Sahara mit seinem abrasiven Sand eine Alternative darstellt würde ich auch bezweifeln.
Saile
@83191 (Profil gelöscht) Kabel? Ich dachte es geht um synthetische Kraftstoffe...
Ich bin aber sowieso eher dafür die benötigte Energie hier in Europa zu gewinnen, selbst wenn der Stromverbrauch massiv steigt reichen da ein paar Prozent der bundesdeutschen Fläche mit Photovoltaik bedeckt für den einheimischen Bedarf aus, das Problem ist hier eher die notwendige saisonale Speicherung. Bevorzugt sind Dachflächen u.ä. zu nutzen, aber auch die Kombination mit Landwirtschaft wird bereits erprobt (Gemüseanbau oder Weidehaltung unter den Anlagen, so wird die Sonneneinstrahlung optimal genutzt), wir werden also nicht verhungern müssen. Ebenso klar ist aber: Das Landschaftsbild wird sich verändern...was ganz normal ist, weder im Mittelalter noch zu Beginn der Industrialisierung sah es hier so aus wie jetzt.
Und natürlich verwechsele ich auch nicht Strom- und Gesamtenergieverbrauch: Neben Treibstoffen für Schiffe und Flugzeuge (eben wenn nötig importiert) muß vor allem auch unser (Heiz-& Prozess)Wärmebedarf gedeckt werden, hier sind Sonnenkollektoren mit Salzwärmespeichern denkbar.
Hanzo Tanaka
Ich finde es erstaunlich wie viele Menschen sich bei solchen Themen nicht einmal die Möglichkeit der Unmöglichkeit eingestehen können.
Zumeist sind das auch Menschen die schon die grundlegenden Prinzipien nicht ausreichend verstehen um zu erkennen was ein solches Vorhaben überhaupt bedeutet.
Nur um es mal am Iter und den Fusions Grundlagenforschung etwas zu verdeutlichen:
Begin der Planung in '88,
erster Entwurf '90,
Ausarbeitung Iter 1 abgeschlossen '98.
Durch war man dann erst 2005 oder 2006 mit einem deutlich geändertem Konzept.
"Baubeginn" war 2007, zu beginnen die eigentliche Technik zu montieren war aber erst dieses Jahr, 2020, möglich.
2035 sind erste realitätsnah Versuche geplant. Ob das wohl einzuhalten ist wage ich zu bezweifeln.
Die Forschung selbst wird eine ganze Zeit dauern, es sind ja bereits zehn Jahre für Vorversuche eingeplant bevor man sich an die eigentlichen Versuche mit Deuterium-Tritium Fusionen machen will.
Dann, irgendwann um 2050-2060 vielleicht, fängt man eventuell mit der Planung des wesentlich komplexeren und teureren DEMO an. Und der ist auch noch nicht als Reaktor Prototyp für ein reguläres Kraftwerk geplant.
Und oben drauf sind da noch mehrere "Schlüsselprobleme" für die noch keine zufriedenstellende Lösung irgendwo in Sicht ist.
Fusionsenergie ist. stand heute, Science-Fiction.
Lösungen die sehr optimistisch betrachtet vielleicht 2120 bereit für den Probeeinsatz sind helfen nicht fundamentale, drängende Probleme zu lösen.
83191 (Profil gelöscht)
Gast
@Hanzo Tanaka Ihre Aussage ist also, Defund-Science, ja?
Nein im Ernst. Ihre Annahme bis 2035 ist realistisch. Alles danach ist von Ihnen künstlich vergrößert. Sollte die Technologie tatsächlich funktionieren wird es deutlich schneller gehen, da man damit ordentlich Geld verdienen kann. Das wird aber noch einiges kosten an Entwicklung, das ist richtig.
Hanzo Tanaka
@83191 (Profil gelöscht) PS. Ob die Technologie funktioniert ist vollkommen irrelevant. Entscheidend ist alleine ob sich mit ihr wirtschaftliche Kraftwerke bauen lassen die alle anderen Optionen bei weitem ausstechen.
Und bzgl. ihres Kommentares weiter oben:
Kabel wird man auch mit FKWs brauchen. Solch technisch extrem aufwendige Lösungen eignen sich hauptsächlich für eine relativ stark zentralisierte Lösung. Wesentlich stärker zentralisiert als simple AKWs.
Hanzo Tanaka
@83191 (Profil gelöscht) Die Entwicklung eines AKWs dauert im Moment so um und bei 20-30 Jahre. Von Beginn der Planung bis zur Fertigstellung können locker 35+ Jahre vergehen. Bis zum Regelbetrieb noch mehr.
Sie vergessen ein paar Dinge:
1. Ein Fusionskraftwerk ist nicht nur etwas, sondern schon in seinen Grundfunktionen mehrere Größenordnungen Komplexer als ein schnöder Druckkochtopf, äh, Druckwasserreaktor ;) Von einem kommerziellen Kraftwerk gar nicht zu sprechen.
Kritikalität und "Kernreaktoren" sind sogar in der Vergangenheit natürlich aufgetreten, z.B. in Gabun alleine sind 15 Naturreaktoren bekannt die 500.000 Jahre liefen oder sogar länger.
Fusion ist damit nicht im geringsten zu vergleichen, Fusion ist nicht die große Schwester der Fision. Sie wäre dann eher sowas wie der Gottkönig zum verhungernden Bauern.
2. Ein Fusionskraftwerk ist logischerweise Größenordnungen teurer in Planung und Herstellung.
3. Ein FKW ist eine vollkommen neue Technologie ohne jegliche Vergleichswerte aus dem Dekaden langem Betrieb verschiedenster Bauformen.
4. Der geplante DEMO Reaktor ist nicht als Prototyp eines Kraftwerks geplant sondern als eine weitere Installation für mehr, fortgeschrittenere Grundlagenforschung gedacht.
Ich denke sie überschätzen massiv was Iter eigentlich ist.
Z.B. realitätsnahe versuche Tritium zu erbrüten sind im Iter nicht einmal vorgesehen.
Erst wenn 2035 der Deuterium-Tritium Betrieb startet (falls man ausnahmsweise tatsächlich mal die Deadline eines sehr großen Großrrojekts einhielte) kann man damit beginnen an möglichen Auskleidungen und der zwingend nötigen Materialwissenschaft zu arbeiten.
Ein kontinuierliches D-T Brennen ist auch nicht vorgesehen.
Es fehlen schlicht sehr viele Schlüsseltechnologien deren Machbarkeit von seriöser Seite teils generell bezweifelt wird. Und es reicht nur eine davon, die sich nicht wirtschaftlich umsetzen lässt, und schon ist alles Essig.
Ich mag die Forschung und finde sie immens wichtig. Aber FKWs sind im Moment S-F und keine Lösung.
mensch meier
Also knapp zusammengefasst:
- Brennstoffquelle ist unklar
- Prozessstabilität ist unklar
- Hüllenmaterial ist unklar
- Wirtschaftlichkeit ist unwahrscheinlich
Das klingt nach einem wissenschaftlich total faszinierendem Projekt - aber als Grundlagenforschung, mehr nicht...
insLot
Ich finde das nichts gegen diese Forschung spricht. Die Welt ist auch noch in 200 Jahren da und vielleicht nützt denen das dann ja was.
Den die Hauptkonflikte welche wir noch immer führen drehen sich um Energie, langfristig solltw eine globale Zivilisation ein solches Problem in den Griff bekommen oder es sieht zappenduster aus.
bestrosi75
Also kurz gesagt: Ob es klappt, wissen wir nicht, und ob es sich dann lohnt, noch weniger. Selbst wenn, kommt es zu spät.
Mit Grundlagenforschung - um diese handelt es sich hier - kann man Alltagsprobleme nicht lösen, allenfalls die in ferner Zukunft. Und Geld ist nun mal begrenzt vorhanden.
naemberch
Seit 50 Jahren erzaehlen uns die Fusions-Techniker dass es in 50 Jahren mit einer kommerziellen Loesung soweit sein wird.
Mehr braucht man doch nicht zu sagen:
das ganze ist nur ein modernes Maerchen.
hup
@naemberch Das ist ein meme und nennt sich "Kernfusionskonstante".
Allerdings beträgt diese Durchbruchs-Versprechung üblicher Weise 25 Jahre (zu jedem gegebenen Zeitpunkt).
Warum? Weit genug weg um erst mal keine praktischen Resultate erzielen zu müssen und nah genug um als Investitionsziel und Heilsversprechen politisch interessant zu sein.
gefaber
Ja, Fusionsreaktoren werden mit allerhöchster Wahrscheinlichkeit nicht schnell genug helfen, die Energieerzeugung CO₂-frei zu machen.
Nichtsdestotrotz sollten wir die Fusionsforschung nicht aufgeben. Kosten sind erstens gleich Arbeitsplätze - in diesem Fall auch noch bei uns in Europa. Und zweitens wird viel mehr Geld für wesentlich sinnlosere bzw. destruktive Dinge ausgegeben: Militär, fossile Energien und anderes.
Wer weiß, was uns Fusionsreaktoren einmal ermöglichen werden. Und wenn wir sie jetzt nicht entwickeln, dann fehlen sie später eventuell z.B. in der Raumfahrt. Auf dem Mars oder noch weiter entfernt, kommt einfach viel weniger Sonne an.
Denkender_Buerger
Als 1835 die erste Deutsche Eisenbahn eröffnet wurde, gab es sogar Ärzte, die befürchtet haben, die Geschwindigkeit würde die Menschen krank machen.
Bauern fürchteten seinerzeit, die Eisenbahn würde ihre Tiere krank machen. Und frühe Umweltschützer fürchteten, die Eisenbahn würde die Landschaft zerstören.
Sind diese Befürchtungen eingetreten?
Merkt jemand die Parallele zu im Artikel stehenden Debatte?
hup
@Denkender_Buerger Das „Eisenbahnkrankheits-Meme“ als Argument gegen Technik-Kritiker wurde vor allem von Adolf Hitler in „mein Kampf“ populär gemacht. Es ist aber (natürlich) historisch falsch.
Das soll dazu anregen nicht einfach irgendeinen populären Mist weiter zu kolportieren, nur weil er einem in den Kram passt, sondern sich erstmal zu dessen Hintergründen zu informieren.
Soviel „Wokeness“ darf auch in der TAZ sein, speziell wo gerade eine ganze Serie zu „Cancel Culture“ und Begriffskorrektheit aufgelegt wurde.
Weitere Informationen dazu:
(www.zeit.de/2005/37/T-Geschwindigkeit - leider mit paywall)
„Anlässlich der Eröffnung der ersten deutschen Bahnverbindung am 7. Dezember 1835 zwischen Nürnberg und Fürth warnte angeblich das bayerische Obermedizinalkollegium: Bahnfahrten schneller als 30 Kilometer pro Stunde würden bei den Reisenden wie bei den Zuschauern unfehlbar schwere Gehirnerkrankungen, eine Art Delirium furiosum, erzeugen. Doch diese Warnung ist erfunden. Bahnhistoriker wie Wolfgang Mück konnten kein Obermedizinalkollegium in Bayern um 1835 entdecken. Das Gerücht geht wohl auf eine Polemik des national gesinnten Historikers Heinrich von Treitschke zurück. Gleichwohl führte Hitler die vermeintliche Bahnkritik in seinem Buch Mein Kampf als Beispiel für Technikfeindlichkeit an.“
Hanzo Tanaka
@Denkender_Buerger Die Debatte geht nicht um das für und wieder von Grundlagenforschung. Es geht darum diese Grundlagenforschung nicht als messianische Lösung anzupreisen und den Stand der Forschung völlig zu verzerren.
Das grenzt ja bei manchmal schon an einen Glauben an ein universelles Heilsversprechen.
Und welche Befürchtungen sollen das bei Fusionsenergie überhaupt sein?
Kaboom
@Denkender_Buerger Nein, SIE merken nicht, dass es keine Parallele gibt. Sie wissenschaftliche Situation (meint hier nicht den Wissensstand) von 1835 mit der heutigen zu vergleichen ist ganz schlicht - sorry - sinnfrei.
Euromeyer
@Denkender_Buerger Nun ja, alle Befürchtungen sind eingetreten: Ohne Bahn keine Vieh+Personenunfälle, Lärm und Schmutzbelastung, ect. Darum geht es aber gar nicht. Die Vorteile überwiegen die Nachteile bei weitem. Nur machte sich bei ins eine Baden-ohne-Nasszuwerden Mentalität breit, auch befeuert von den zwangsläufigen Desillisionierungen, die die "alles nur Supertoll" Ankündigungen von Techfans auslösen.
Ich finde, man soll ruhig Kernfusionsforschung betreiben, ruhig nochmals 30 Milliarden. Europa gibt soviel pro Monat für Rüstung aus - und da hoffen wir alle, dass sich diese Ausgaben nie einem Realitätcheck unterwerfen müssen.
Bolzkopf
Naja, die Energiedichte von "normalem" Kernbrennstoff sieht (1g Uran oder Plutonium liefert soviel Energie wie 2,8t Steinkohle - also 2 800 000 mal so viel Energie) wird man schon blass.
Aber die Kernfusion (mit rund 10 600 000 mal so viel Energie wie Steinkohle) stellt das locker in den Schatten.
Was mich allerdings stört ist der ständige Vergleich mit der Sonne und anderen Sternen - die Prozesse dort haben nichts mit dem zu tun was hier auf der Erde geplant ist.
Der Vergleich ist so, als ob man den Verbrennungsprozess einer Kerzenflamme mit dem Rosten eines Nagels gleichsetzt.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@Bolzkopf "Der Vergleich ist so, als ob man den Verbrennungsprozess einer Kerzenflamme mit dem Rosten eines Nagels gleichsetzt."
Dann erklären sie mal den Unterschied. Das Prinzip ist das Gleiche.
Weber
Interessanter, gut recherchierter und gut dargestellter Artikel. Klarheit der Argumentation und gute Verständlichkeit sind immer ein Zeichen dafür, daß ein Autor etwas von der Materie versteht, die er behandelt. Neben all der reedukativen irrationalen scholastischen Metaphysik, die an den TAZ-Lesern z.Zt. erprobt wird, tut diese reale und fundierte Physik gut- sie ist gleichsam ein Reaktor vernünftigen und an der Realität geerdeten Denkens.
Denkender_Buerger
@Weber Wer mal die ideologischen Scheuklappen ablegt, über den Tellerrand des eigenen geistigen Microkosmos hinausblickt und nicht nur von 12 bis Mittag denkt, wird das ganz anders sehen:
Die Kernfussion beinhaltet die Chance, das Problem des Atommülls wirksam zu beseitigen.
Denn was diesbezüglich derzeit geplant ist - den Atommüll nach dem Motto "Was keiner mehr sieht, ist auch nicht mehr da." zu vergraben, ist keien Lösung!
Der Atommüll ist dann nämlich noch da - nur unter der Erde vergaben.
Was ungeahnte Gefahren birgt!
In der Kernfussion hingegen steckt die Chance, diesen wirklich wirksam zu beseitigen und in unschädliche Produkte umzuwandeln. Und nebenher vielleicht noch ein bißchen Energie zu erzeugen.
Und diese Chance soll wegen ideologischer Verblendung leichtfertig vertan werden?!
hup
@Denkender_Buerger Die Behauptung Kernfusion bietet eine Möglichkeit zur Atommüllentsorgung ist komplett und völlig falsch.
Weder können Transurane oder Spaltstoffe Aus Kernspaltungsreaktoren in Kernfusionsanlagen genutzt werden, noch dienen Fusionsreaktoren der Transmutation.
Das ist nichts als ein Märchen, das keinerlei Bezug zur Realität hat.
Vermutlich beruht es auf einer Verwechslung mit der theoretischen Möglichkeit zur Verwertung „abgebrannten“ Spaltstoffs in Flüssigsalzreaktoren (Spaltungsreaktoren) und des beschleunigten Zerfalls von Atommüll durch Transmutation - aber selbst hier sind das rein theoretische Konzepte, die nicht praktisch umsetzbar sind - weder technisch noch ökonomisch. Also wieder nichts als Märchen.
Kaboom
@Denkender_Buerger Kernfusion erzeugt entgegen Ihrer Behauptung sehr wohl radioaktiven Müll.
www.scinexx.de/dos...e-saubere-energie/
Denkender_Buerger
@Kaboom Noch tut sie. Aber wie jedes technologische Verfahren kann man sie weiter entwickeln.
Hanzo Tanaka
@Denkender_Buerger Nein, man kann Aktivierung durch heftigsten Neutronenbeschuss nicht wegentwickeln.
Lesen Sie doch wenigstens mal ein ganz klein wenig über die Grundlagen der Fusion bzw. Kernphysik
Bei aller liebe und allem Verständnis für ihre oberflächliche Begeisterung, das würde es ihnen ersparen solch haarsträubenden Unsinn zu erzählen.
Pfanni
„ . . . , dass selbst technisch ausgereifte konventionelle Atomkraftwerke heute kaum noch mit der immer billiger werdenden Stromerzeugung aus Wind und Sonne konkurrieren können . . . “
Zur Abschätzung von Vor- und Nachteilen gehört nicht nur die „Preis“-Frage. Die Windkraftanlagen sind bei Vogelschützern schon seit einiger Zeit in Verruf. Solaranlagen bedingen Flächenverbrauch. Hinzu kommt, dass bei ungünstiger Wetterlage weder genug Wind, noch genug Sonnenlicht zur Verfügung steht. Speicherung ist nur eine Teillösung, weil sich Wetterphänomene nicht langfristig 100% kalkulieren lassen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt, der merkwürdigerweise heute kaum noch diskutiert wird: Dort wo Wind und Sonne optimal zur Verfügung stünden, ist nicht zwangsläufig der Ort, wo die Energie benötigt wird. Also werden hunderte km Leitungen benötigt, um die Windenergie bspw. von der Nordseeküste, wo sie gewonnen wird, in den hochindustrialisierten Süden zu bringen. Und wer möchte schon unter Hochspannungsleitungen wohnen oder Kabel im Garten haben?
Denkender_Buerger
@Pfanni Daran, daß die kernfussion eine hervorragende Möglichkeit sein könnte, den Atommüll wirksam zu beseitigen denkt sowieso keiner.
Was die Politik derzeit vorhat - den Atommüll nach dem Motto "Was keiner mehr sieht, ist auch nicht mehr da." zu vergraben ist nämlich keine Lösung des Problems.
Und die Endlagersuche sinnlos vergeudete Zeit und sinnlos vergeudetees Geld:
Ein Bauwerk, was eine Million Jahre Standsicherheit garantiert gibt es schlicht und ergreifend nicht!
Stahl rostet, Kunststoff altert und Gestein verändert seine physikalisch-chemischen Eigenschaften. Nicht heute und morgen - sehr wohl aber im Laufe von einer Million Jahren.
Hinzu kommen natürliche Unwegbarkeiten wie z.B. geologische Verschiebungen.
Und je mehr Atommüll an einer Stelle vergraben liegt, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß er in sich reagiert. Nicht daß eines tages aus dem unterirdischen Atommüll-Lager eine unterirdische Atombombe wird !!!
Mit der Kernfussion könnte man es schaffen, aus dem Atommüll unschädliche Abfallprodukte herzustellen - und vielleicht nebenbei noch etwas Energie zu produzieren.
Soll diese Chance wegen der falschen Ideologie jetzt leichtfertig vertan werden?!
Martin_25
@Pfanni Falsches Konzept
Die Energieintensiven Betriebe haben sich dank Sonderkonditionen in der Nähe von AKW angesiedelt. Genauso könnten und würden sie in die Nähe von EE Standorten umsiedeln, würden ihnen nicht auf Kosten der Gemeinschaft Sonderkonditionen beim EEG eingeräumt.
Conor
@Pfanni Solaranlagen lassen sich ganz einfach z. B auf Hausdächern montieren. Dadurch würde kein Platz verschwendet. Außerdem läge der Platzbedarf für 200GW solarer Leistung gerade mal bei 0,3% der deutschen Landesfläche (www.youtube.com/watch?v=9GjP9jCkgyY). Die auf den Hausdächern installierte Leistung müsste dann auch nicht durch halb Deutschland geleitet werden. Der Trend der Dezentralisierung kann nur mit EE umgestzt werden.
Pfanni
@Conor „Solaranlagen lassen sich ganz einfach z. B auf Hausdächern montieren“
Na schön, das gilt für Privatverbraucher. Was aber ist mit den Energie-Großverbrauchern, die im Süden ansässig sind und nicht mal eben mit Sack und Pack dorthin ziehen können, wo genug Fläche für Solarparks bereitsteht?
Conor
@Pfanni Solaranlagen lassen sich ganz einfach z. B auf Hausdächern montieren. Dadurch würde kein Platz verschwendet. Außerdem läge der Platzbedarf für 200GW solarer Leistung gerade mal bei 0,3% der deutschen Landesfläche (www.youtube.com/watch?v=9GjP9jCkgyY). Die auf den Hausdächern installierte Leistung müsste dann auch nicht durch halb Deutschland geleitet werden. Der Trend der Dezentralisierung kann nur mit EE umgestzt werden.
Denkender_Buerger
@Conor Na dann erklären Sie den Lesren doch mal, wo Sie die Energie nachts hernehmen wollen, wenn Solaranlagen mangels Sonnenstrahlung keine Energie produzieren können.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
Ach naja, 5€ Kosten für jeden Menschen. Da wird in die Entwicklung von Smartphones jedes Jahr mehr Geld gesteckt und ob deren Nutzen die Kosten jemals übersteigt ist auch nicht sicher.
danny schneider
Nachtrag: Für mich kann ich sagen das eine Partei die nicht Pro Forschung an der Kernfusion ist, für mich in Zukunft nicht wählbar ist.
Martin_25
@danny schneider Warum sollte ich die Kosten Tragen, für den Stolz der Wissenschaftler, das nachgebaut zu haben, was seit Millionen Jahren im All schon funktioniert. Wenn es noch nicht mal wirtschaftlich ist nicht zu verstehen. Stellen Sie sich vor die 30 Mrd wären in EE gesteckt worden, dann wäre man mit der Lösung von Umweltproblemen schon viel weiter.
Denkender_Buerger
@Martin_25 Irrtum:
Die Kernfussion ist eine hervorragende Möglichkeit, den Atommüll wirklich zu beseitigen!
Denn was die Regierung vorhat - den Atommüll nach dem Motto "WAs keiner mehr sieht, ist auch nicht mehr da." zu vergraben ist eine Lösung dieses Problems.
Das können oder wollen viele nur nicht verstehen.
Hanzo Tanaka
@Denkender_Buerger Das behaupten sie, und sicher einige andere, halt einfach so. Das etwas Theoretisch möglich sein könnte bedeutet nicht das es auch wirtschaftlich umsetzbar ist. Das gilt schon für Fusionskraftwerke im ganzen, für solche äußerst schwierigen Sonderfunktionen noch ungleich mehr.
Außerdem gibt es bekannte, sicher Funktionierende Methoden solche Abfälle zu behandeln. Mit etwas intensiver Forschung ist es zumindest nicht extrem optimistisch damit zu rechnen das eine dieser Methoden, basierend auf bestehender Technologie, tatsächlich eine Lösung des Problems ermöglicht.
Unsere Probleme brauchen zeitnahe Lösungen, keine Science-Fiction.
JoschPaul
@Hanzo Tanaka Auch Elektroautos mit Tesla's Reichweite waren noch vor 15 Jahren Science Fiction.
Es gibt langfristig wenig andere Ideen als die solare Fusion, um große Energiemengen nachhaltig zu erzeugen.
Um es mit Einstein zu sagen: If you can think it, you can do it.
geht das schnell? nein
ist es billig? nein
Aber eine EU die täglich für eine Milliarde € Energie importiert und 15 Jahre braucht um ein Braunkohlekraftwerk auszuschalten sollte sich daran nicht stören.
Hanzo Tanaka
@JoschPaul Nein und Nein.
Vor 15 Jahren konnte man schon recht gut abschätzen was bei Weiterentwicklung bestehender Technologie so möglich sein könnte und kannte die physikalischen Grenzen der Technik. Auch gab es damals jede einzelne Technologie die man für heutige E-Fahrzeuge nutzt bereits und sie wurde auch bereits erfolgreich eingesetzt.
Bei einem Fusionskraftwerk, das nicht nur einfach Fusion machen muss sondern das ganze wirtschaftlich sinnvoll während es seinen eigenen Brennstoff erbrütet, ist das schlicht nicht der Fall. Essentielle Schlüsseltechnolgien fehlen völlig und es ist fraglich ob sie sich je wirtschaftlich umsetzen lassen. Nachdem man sie überhaupt erstmal erfunden hat, selbstverständlich.
Überhaupt hinkt der Vergleich eines kommerziellen FKW mit einem schnöden E-Auto nicht nur, der hat überhaupt keine Beine und der Rollstuhl wurde ihm auch noch geklaut!
Ganz abgesehen davon das ein E-Auto der Tesla Art in keiner Hinsicht Teil einer Lösung für irgendein Problem ist.
Und zweitens, es gibt Ideen. Ideen basierend auf bestehender, ziemlich ausgereifter Technik deren Möglichkeiten sich recht gut abschätzen lassen. Beschäftigen sie sich doch mal mit dem Thema, abseits oberflächlicher, populär"wissenschaftlicher" Jubelartikel. Was sie da lernen wird sie nicht freuen, kommt der Realität aber wesentlich näher.
Ps. Auch Einstein hat ne Menge Mist geredet.
Und zweitens, natürlich sollte geforscht werden, wer widerspricht dem denn?
Aber seine Hoffnungen sollte man doch wenigstens geringfügig an der Realität ausrichten und vor allem eine sehr sehr weit in der Zukunft liegenden, fragwürdigen Technik nicht den Status eines Weltretters zuschieben.
Auch ich mag so manche Science-Fiction. Aber das ist nunmal genau das: Fiktion!
danny schneider
Kleiner Tipp:
* Wir in Europa und Deutschland im Besonderen sind noch führend in der Forschung zur Fusionstechnologie.
* Die Summen dafür sind im Verhältnis zu anderen Dingen lächerlich gering, beschäftigen aber einen guten Teil unserer Top Forscher im Land
* Kernfusion ist die einzige Technologie die uns ein Leben wie heute weiterhin ermöglicht - und das global und auf Dauer!
* China z.B. ist auch am ITER beteiligt und dort wurde wohl mit dem Entwurf und Bau eines ersten Kernfusionskraftwerks mit den Erkenntnissen von ITER begonnen. Was nicht verboten ist. Hiesige Forscher bestätigen das gerade Deutschland alle Kompetenzen hätte dies auch zu tun. Natürlich können wir uns die Technik kaputt reden wie z.B. den Transrapid und dabei zu sehen wenn andere damit dann Geld verdienen... Clever ist das aber nicht