Seit rund 50 Jahren wird an der friedlichen Nutzung der Kernfusion gearbeitet. Die Technologie soll zu einer Energieerzeugungsmethode werden, die sich durch fast unerschöpfliche Ressourcen, Sicherheit und Klimaverträglichkeit, aber auch hohe Komplexität auszeichnet. Bei der Kernfusion werden unter Freisetzung großer Energie die Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium zu Helium verschmolzen. Dazu muss das Wasserstoffgas auf etwa 200 Millionen °C zu Plasma erhitzt werden, wozu sich ein ringförmiger Magnetfeldkäfig besonders gut eignet.

Die Akteure des  Debattenabends (v. l. n. r.): Dr. Janeschitz, Prof Münch, Prof. Hasinger,
Dr. Backes, Dr. Fritz  und Hr. Grill (Foto: W. List)

Fusion als wichtiges Element im künftigen Energiemix

„Wir sind nur einen Fußbreit von der Phase entfernt, wo eine Zündung des Plasmas stattfindet“, zeigte sich Prof. Hasinger in seinem Vortrag „Auf dem Weg zum Fusionskraftwerk“ optimistisch. Der Physiker, an dessen Max-Planck-Institut für Plasmaphysik wesentliche Erkenntnisse zur Kernfusion gewonnen werden, skizzierte die Grundlagen der Technologie, deren Kernstück der magnetische Einschluss des extrem heißen Plasmas ist. Für diesen magnetischen Käfig werden derzeit die beiden Bauformen „Stellarator“ und „Tokamak“ erprobt. ITER basiert auf dem in Russland entwickelten Tokamak-Prinzip. „Die entscheidende Frage ist, wie schnell wird es gehen, bis wir nach dem fundamentalen Experiment mit ITER ein Demonstrationskraftwerk bauen können?“, so Hasinger. Er rechne für 2050 mit dem ersten kommerziellen Fusionsreaktor am Netz. Angesichts des weltweit wachsenden Energieverbrauchs, den er für das Jahr 2100 auf etwa 30 Terawatt bezifferte, könne man es sich nicht leisten, diese Technologie nicht weiter zu entwickeln. Alleine mit erneuerbaren Energien werde man den steigenden Bedarf nicht decken können. „Man wird auch in Zukunft einen Mix brauchen und die Fusion ist hier ein wichtiges Element.“ Die Technologie sei umweltfreundlich, die Risiken deutlich geringer als bei anderen Technologien. Zwar entstehe Radioaktivität, diese sei jedoch so kurzlebig (~100 Jahre Lagerung nötig), dass man kein Endlager brauche. Die Finanzierung der großen Maschinen zur Kernfusion erfolge langsamer als ursprünglich erhofft. Dies sei mit ein Grund für die langwierige Entwicklung der Fusionstechnologie. „Wir brauchen eine Art Apollo-Programm“, forderte Hasinger. „Die Fusion ist eine Möglichkeit unter vielen und wir plädieren dafür, dass man auf breiter Front alternative Energien wie z. B. Solarthermie, Wind und Fusion entwickelt.“ Er bezeichnete Letztere als „Versprechen, das noch eingelöst werden muss.“ Daran müsse man gemeinsam arbeiten. „Ich hätte mich nicht aus der Astrophysik in die Fusionsforschung begeben, wenn ich nicht große Hoffnung hätte, dass Kernfusion funktioniert.“

Prof. Günther Hasinger 

Dr. Günter Janeschitz

Es gibt einen realistischen und einhaltbaren Zeitplan

Die komplexen physikalischen Prozesse und die technischen Herausforderungen bei der Entwicklung des Testreaktors ITER erläuterte Dr. Janeschitz von der ITER Organisation. In seinem Vortrag „ITER, der entscheidende Weg in Richtung Fusions-Energie“ wies der Senior Scientific Adviser for Technical Integration des Projekts darauf hin, dass in der Anlage das Plasma erstmals mehr Energie erzeugen wird, als zu seiner Erzeugung verbraucht wurde. Mit ITER, dessen Inbetriebnahme für 2019 vorgesehen ist, soll 2026 über mindestens 300 Sekunden eine Leistung von 500 MW mit einem zehnfachen Energiegewinn demonstriert werden. Dies bedeute den Sprung in die Reaktorklasse. „Das Design wurde finalisiert, die Fertigung hat begonnen und wir haben ein Team aus 400 Mitarbeitern und 300 Leuten aus Industrie-Kontakten aufgebaut“, erläuterte Janeschitz den aktuellen Stand. Man habe bereits damit begonnen, die großen Komponenten wie Magnetspulen in der Industrie zu bestellen. „Es gibt einen realistischen und einhaltbaren Zeitplan.“ Noch existierten verschiedene technische Probleme, von der vollständigen Integration der kleinen Stoehr-Spulen in die Maschine (ELM Kontrolle) bis zur Entwicklung von Kabeln, die die hohe Strahlung aushalten. „Es gibt viel zu tun, aber ich sehe kein 'No Go' Problem.“ ITER sei ein essenzielles Experiment, um zu lernen, wie man mit einem Reaktorplasma umgeht und begleitend zu einem späteren Demonstrationsreaktor die Leistung erhöhen kann. „Man braucht den Willen, diesen Weg zu gehen und man braucht ein Programm, das die Technologie in verschiedenen Richtungen vorantreibt“, so seine Forderung. Er bezifferte den Finanz Bedarf für ein Demonstrationskraftwerks-Programm (DEMO) auf etwa 22 Milliarden Euro über 15 Jahre. „Das betrifft den Bau der Maschine selbst sowie FuE-Arbeiten, um die Zuverlässigkeit bereits entwickelter Komponenten für den praktischen Betrieb zu testen, bis hin zur Materialentwicklung.“ (IFMIF) Um ein solches Programm durchsetzen zu können, müssten jedoch die politischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen stimmen. Janeschitz erwartet, dass mit der CO2-Problematik und steigenden Ölpreisen das Interesse an alternativen Energien zunehmen wird. „Die Fusion ist nicht das Einzige, wofür Forschungsgelder nötig sind. Wir müssen die wichtigen Wege verfolgen, um CO2 zu vermeiden und uns vom Öl unabhängiger zu machen - Fusion, Kernenergie und die erneuerbaren Energien sowie die Umstellung des Autoverkehrs auf strombetriebene Verkehrsmittel und die dazugehörige Infrastruktur.“

Bedeutung für den Wirtschaftsstandort

Auch Dr. Peter Fritz plädierte für eine Intensivierung der Forschung in Form eines „Apollo“-Programms, um den Entwicklungsprozess der Kernfusion zu beschleunigen. Der Vizepräsident für Forschung und Innovation des KIT Karlsruher Instituts für Technologie und Mitglied im Stiftungsrat der Stiftung Energie und Klimaschutz äußerte sich jedoch skeptisch gegenüber den vorgestellten Zeitplänen, betonte aber, dass Deutschland als Hauptpartner beim europäischen Fusionsprogramm höchstes Interesse daran haben muss, dass als Ergebnis eine funktionierende Technik am Markt zur Verfügung gestellt wird. „Das wäre wünschenswert für den Wirtschaftsstandort EU und für den Standort Deutschland.“ Als Technologie, die „noch am Horizont“ sei, bezeichnete Prof. Dr. Wolfram Münch, Leiter Forschung & Innovation der EnBW Energie Baden-Württemberg AG die Kernfusion. Sein Unternehmen verfolge das ITER Experiment gespannt und sei bereit zu prüfen, inwieweit die Errichtung eines Demonstrationskraftwerks für die EnBW interessant sei. Wichtig werde sein, wie erreichbar eine wirtschaftliche Energieerzeugung erscheint. Aus der Vergangenheit habe man gelernt, dass es falsch sei, nur auf eine Technologie zu setzen, betonte Münch. „Wir gehen davon aus, dass man einfach alle Technologien braucht.“ Aus Sicht der EnBW sei ein wirtschaftlicher, zuverlässiger und sicherer Energiemix am besten, der die Akzeptanz in der Bevölkerung findet. Diesbezüglich müsse bei ITER noch Überzeugungsarbeit geleistet werden, sagte Kurt-Dieter Grill, der Vorsitzende des Deutschen ITER Industrie Forums. Die Fusion sei noch nicht in der Wahrnehmung der Bevölkerung und vieler Experten angekommen. „Wir müssen das Tor öffnen für die Aussage, 'wir wollen alles erforschen, um im entscheidenden Augenblick Antworten zu haben'“. Auch Grill forderte eine Erhöhung der Forschungsbudgets, „und zwar nicht nur beim Staat, sondern auch in den Unternehmen.“

Prof. Münch, Prof. Hasinger, Dr. Fritz, Dr. Backes, Hr. Grill und Dr. Janeschitz (v. l. n. r.)