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Deutsche Atompolitik

Kernfusion – teuer und überflüssig

Die Kernfusion gilt in Politik und Wissenschaft als Hoffnungsträger und als schier unerschöpfliche Quelle für eine sichere und saubere Energieversorgung.
© Wikimedia Commons

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In Zukunft würde bereits eine geringe Menge Wasserstoff ausreichen, um die Energieprobleme der Menschheit zu lösen, so der Traum der Verfechter der Fusionstechnologie. Ein Fusionskraftwerk könnte die Atom- und Kohlekraftwerke ersetzen und wäre die ideale Ergänzung zu den fluktuierenden erneuerbaren Energien – eine verlockende Perspektive angesichts der zu Ende gehenden fossilen und nuklearen Brennstoffe und der drohenden Klimakatastrophe.

Dabei wird gerne übersehen, dass es sich immer noch um eine Technologie handelt, die bisher nur in der Theorie funktioniert. Seit mehr als 50 Jahren wird angekündigt, dass die Technik in 50 Jahren zur Verfügung stehen würde. Heute heißt es, frühestens 2060 könnte der erste einsetzbare Fusionsreaktor stehen.

Übersehen wird auch, dass der Strom, der heute in Deutschland zu etwa 75 Prozent aus fossilen Brennstoffen und Atomenergie stammt, in 40 Jahren zu mehr als 80 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen kommen soll. Die emittierte Menge an Kohlendioxid soll dann um 80 - 95 Prozent unter der des Jahres 1990 liegen. Dazu haben sich die Industrieländer verpflichtet, um die Klimaerwärmung auf tolerierbare + 2 Grad Celsius zu begrenzen. Wenn man an diesem Ziel festhalten will, wäre es ein Fehler, auf die Perspektive Kernfusion zu setzen, denn erstens käme sie sowieso zu spät und zweitens würde sie dann nicht mehr gebraucht. Der Sachverständigenrat für Umweltfragen und auch das Umweltbundesamt halten eine vollständige Energieversorgung mit erneuerbaren Energien in 2050 für möglich, sicher und wirtschaftlich. Im Energiekonzept der Bundesregierung ist die Kernfusion auch nicht erwähnt.

"Künstliche Sonnen"

Die Kernfusion ist eine Reaktion, die natürlicherweise auf der Sonne abläuft. Bei Temperaturen von etwa 15 Mio. Grad Celsius und bei einem Druck von etwa 100 Mio. bar verschmelzen im Innern der Sonne Wasserstoff-Atomkerne unter Freisetzung von Energie zu neuen Atomkernen, nämlich Helium. Dabei ist die Masse des entstandenen Kerns geringer als die Summe der Massen der Ausgangskerne. Die Massendifferenz bedeutet, so Albert Einstein, gewonnene Energie.

Im Jahr 1934 gelang es Ernest Rutherford, die Verschmelzung der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Helium erstmals im Labor durchzuführen. Aber die technische Nutzung der Fusion wurde zunächst nur unter Geheimhaltung mit dem Ziel der Entwicklung militärischer Waffen verfolgt. Eine Fusionsbombe, bekannt als Wasserstoffbombe, versprach eine wesentlich höhere Sprengkraft als die Ende des zweiten Weltkriegs nach dem Prinzip der Kernspaltung gebaute Atombombe. 1952 wurde die erste Wasserstoffbombe in den USA gezündet. Damit war nachgewiesen, dass Kernfusion große Energiemengen künstlich freisetzt.

Die Idee, das Prinzip der Kernfusion zur Energiegewinnung zu nutzen und einen Fusionsreaktor zu bauen, hatten Physiker erstmals in den 1950er Jahren. Seit den 1960er Jahren arbeiten die großen Industrieländer an der Entwicklung der erforderlichen Technologien. Es ist der Versuch, in einem Reaktor nachzuahmen, was auf der Sonne passiert – ein Wagnis, bei dem die Forscher nach 60 Jahren Forschung immer noch weit von der Realisierung ihrer Visionen entfernt sind.

Um eine Kernfusion künstlich zu initiieren, braucht man kurzzeitig viel Energie, so viel, dass sie nicht einfach dem vorhandenen Stromnetz entnommen werden kann. Man benötigt dafür eigene Generatoren. Der enorme Energieverbrauch bedeutet das größte Problem der Fusionsforschung: Noch muss man mehr Energie in die Herstellung der Fusionsbedingungen stecken, als man bei einer Fusion tatsächlich gewinnen kann. Nur einmal, 1997, ist es in der europäischen Anlage JET (Joint European Torus) in Großbritannien gelungen, kurzzeitig für wenige Sekunden ein Sonnenfeuer zu entzünden. Dabei wurden nur 65 Prozent der hineingesteckten Heizenergie als Fusionsenergie wieder gewonnen. Die Energiebilanz blieb negativ.

Die fortschrittlichsten, aktuell im Bau befindlichen Testreaktoren sind ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) in Südfrankreich und Wendelstein 7-X in Greifswald. Die internationale Testanlage ITER, ein Tokamak-Reaktor (siehe Kasten), soll den Nachweis der Kraftwerkstauglichkeit liefern. Die Anlage soll in Pulsen von fünf Minuten mehr Leistung liefern als hineingesteckt werden muss. Wendelstein 7-X soll Erkenntnisse liefern, die in den Betrieb von ITER eingehen. Mit einem so genannten Stellarator, einer ringförmigen Anlage, verfolgt das Greifswalder Experiment eine neue Technologie, die zukünftigen Fusionskraftwerken einen Dauerbetrieb ermöglichen soll. Beide Konzepte werden parallel verfolgt, wobei das Tokamak-Prinzip derzeit die Nase vorn hat. ITER wird, selbst wenn er die in ihn gesetzten Hoffnungen erfüllt, immer nur eine Forschungsanlage sein und kein fertiges Kraftwerk. Das Jahr 2025 gilt als „decision point“. Dann muss entschieden werden, ob die Nachfolgeanlage von ITER, das geplante Demonstrationskraftwerk DEMO, gebaut werden kann. Wenn alles nach Plan geht, soll DEMO über einen längeren Zeitraum Strom erzeugen können. Mit einem ersten kommerziell tauglichen Fusionsreaktor wäre dann, wenn überhaupt, frühestens in 2060 zu rechnen. Gegen Ende des Jahrhunderts, so die Träume, würde die weltweite Verbreitung erfolgen.

Das Milliardengrab ITER

Seit Jahrzehnten träumt die Industrie weltweit auf Kosten der Steuerzahler einen teuren Traum. Die Fusionsforschung kommt wenig voran und verschlingt ungeheure Geldsummen. Andere Forschungsbereiche bleiben auf der Strecke. Auch haben sich in der Vergangenheit sämtliche Kostenprojektionen der Forscher in der Praxis als zu niedrig herausgestellt.

Die Kostenschätzungen für den Bau des ITER im französischen Cadarache stiegen von fünf auf zuletzt 16 Mrd. Euro. Damit hätte der Anteil der EU 7,2 Mrd. Euro betragen, wurde aber auf 6,6 Mrd. Euro begrenzt. Die Kostensteigerungen sollen durch Umschichtungen aus dem Agrar- und dem Forschungsetat oder ungenutzter EU-Mittel gedeckt werden. Das Tauziehen um die Finanzierung des Projekts ITER geht weiter. Für die Jahre 2012 – 2013 wurde kürzlich ein zusätzlicher Finanzbedarf in Höhe von 1,3 Milliarden Euro aus EU-Mitteln sichergestellt. Wie es 2014 weitergehen soll, ist noch unklar, denn der Finanzrahmen bis 2020 ist noch nicht verhandelt. Mit 45 Prozent ist die EU der größte Projektpartner neben den USA, Russland, Japan, China, Indien und Südkorea. Kanada ist bereits aufgrund der hohen Kosten ausgestiegen. 18 Forschungseinrichtungen aus 16 europäischen Staaten sowie Industriefirmen aus sieben europäischen Ländern sind in das Programm eingebunden.

Auch auf nationaler Ebene verschlingt die Fusionsforschung Milliardenbeträge. Die gesamten deutschen Fördermittel seit 2001 belaufen sich laut Bundesforschungsministerium auf etwa 1,2 Mrd. Euro. An ITER beteiligt sich die Bundesregierung mit weiteren Mitteln, die sich beim derzeitigen Planungsstand insgesamt auf 1,3 Mrd. Euro belaufen. Die bisher in die europäische Fusionsforschung investierten Mittel haben jedoch nicht zu den erwarteten Aufträgen an deutsche Unternehmen und Forschungsinstitute geführt.

Die Ausgaben für die Kernfusion stehen in keinem Verhältnis zum Nutzen. Eine kommerzielle Verwertbarkeit von Ergebnissen aus der Fusionsforschung ist nicht belegt. Bürger und Mittelstand profitieren nicht davon. Die Kernfusionsforschung ist eher ein teures Spielzeug für eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern. Deren Glaube, die gewaltigen Vorgänge in der Sonne auf die Erde holen zu können, grenzt an Größenwahn.

Stand: Juli 2013
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