Seit Jahrzehnten kursiert über die Kernfusion folgender Witz: „Wie lautet die Fusionskonstante?“ Antwort: „30 Jahre“. Erklärung: Wenn man früher danach fragte, wann die Kernfusion als Energiequelle nutzbar sein wird, lautete die Antwort meist: „In 30 Jahren“ – egal ob man diese Frage 1950, 1970 oder 2010 gestellt hatte. Doch das ändert sich gerade: Die Aussagen, wann Kernfusion tatsächlich nutzbar sein soll, werden konkreter, die angepeilte Zeit bis dahin kürzer. Plötzlich ist von 20, 15 oder sogar zehn Jahren die Rede.
„Erstes Kraftwerk in den 2030er Jahren“
„Es ist komplett möglich, in den 30er Jahren ein erstes Kraftwerk zu haben“, sagt Francesco Sciortino, CEO von Proxima Fusion in München. Die Firma gilt momentan als die am schnellsten wachsende in der Branche – und plant gerade zwei ambitionierte Projekte: den Demonstrationsreaktor Alpha in Garching bei München und ein kommerzielles Kraftwerk namens Stellaris in Gundremmingen.
Alpha soll in der ersten Hälfte der 2030er Jahre fertig sein, Stellaris ab der zweiten Hälfte des Jahrzehnts sogar kommerziell nutzbar sein. Das Geld dafür kommt unter anderem vom Freistaat Bayern, vom Bund und von privaten Investoren. Allein der Demonstrationsreaktor Alpha soll zwei Milliarden Euro kosten.
Christoph Kirchlechner ist am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) federführend für die Kernfusion zuständig. Er ist einerseits beeindruckt von Sciortinos Zuversicht, dem Zeitplan gegenüber aber mindestens skeptisch. Vor allem: „Es ist nicht entscheidend, wer der erste ist, der den Beweis antritt, dass das Feuer brennt.“ Sondern wann die Fusion „substanziell zum Energiecocktail beiträgt“. Damit rechnet er nach eigener Aussage Ende der 2060er Jahre.
Kernfusion kopiert Energieerzeugung der Sonne
Fusionskraftwerke ahmen im Grunde nach, was in der Sonne passiert. Die derzeit vielversprechendste Technologie, die Magnetfusion, funktioniert vereinfacht so: In einem viele Millionen Grad heißen Gas rasen Wasserstoffkerne herum. Genauer gesagt, die Kerne der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium. Eigentlich stoßen sie sich gegenseitig stark ab. Wegen der hohen Geschwindigkeiten stoßen manchmal trotzdem zwei zusammen und verschmelzen – ein Heliumatomkern entsteht. Der Clou: Die Endprodukte dieser Kollision haben zusammen etwas weniger Masse als die Ausgangsprodukte. Dieser Masseverlust wird direkt zu Energie, mit der sich Wasserdampf erzeugen und eine Turbine antreiben lässt.
Ungelöste Probleme der Kernfusion
Vieles funktioniert bislang aber nur in der Theorie. Für eine Kernfusion auf der Erde muss es heißer sein als im Inneren der Sonne, mehr als 100 Millionen Grad Celsius. Der vermutlich beste Magnetreaktor der Welt, Wendelstein 7-x in Greifswald, erreicht derzeit maximal 40 Millionen Grad. Probleme bereitet auch der Brennstoff: Von einem der beiden benötigten Wasserstoffisotope, Tritium, gibt es auf der Erde nur ein paar Kilogramm. Die Reaktoren könnten es zwar selbst herstellen. Dazu müssten sie aber erst einmal laufen. Auch bei den Materialien gibt es viele Fragezeichen, die sich erst auflösen, wenn der Reaktor einige Zeit läuft.
Komplett sauber ist übrigens auch die Kernfusion nicht. Auch sie setzt Radioaktivität frei, wenn auch viel weniger als die Kernspaltung. Außerdem kommt bei der Herstellung von Tritium das Schwermetall Quecksilber zum Einsatz.
„Geschwindigkeit kommt aus dem Risiko“
Wissenschaftler Christoph Kirchlechner ist dennoch beeindruckt vom Gründergeist, der gerade durch die Branche weht. „Durch diese Start-ups entsteht erst der riesengroße Rückenwind, den wir in der Wissenschaft extrem gern mitnehmen. Er eröffnet uns Möglichkeit, die wir nie gehabt haben.“
Denn nun wird an allen Bereichen der Technologie parallel gearbeitet. Vorteil: Alles geht viel schneller. Nachteil: Vieles kann schief gehen. Zum Beispiel kann es passieren, dass zwei unterschiedliche Komponenten parallel entwickelt werden, aber am Ende nicht zusammenpassen.
Branche ist optimistisch
Zusammengefasst: Die Technologie der Kernfusion nimmt gerade gehörig an Fahrt auf. In der Branche herrscht großer Optimismus. Die Wissenschaft sieht den Aufschwung positiv, rechnet aber eher mit einem Zeitraum von 20 oder sogar 40 Jahren, bis die Kernfusion tatsächlich in nennenswertem Maß Energie erzeugt. Und auch dann muss sich erst herausstellen, wie wirtschaftlich sie ist.
