Fusionskraftwerk bis 2040? Deutschland veröffentlicht Roadmap
Deutschland plant ein Fusionskraftwerk in den 2040er Jahren. Doch viele technische Probleme sind noch ungelöst.
Plasma zum Anfassen in Garching: Die Forschungsanlage ASDEX gilt als wichtiger Baustein auf dem Weg zu einem möglichen deutschen Fusionskraftwerk.
Foto: picture alliance / SVEN SIMON | Frank Hoermann / SVEN SIMON
Deutschland will beim Rennen um die Kernfusion eine führende Rolle einnehmen. Die Bundesregierung hat nun erstmals einen konkreten Zeitplan genannt. Laut der neuen Technologie-Roadmap zur Fusion soll in den 2040er Jahren ein kommerzielles Fusionskraftwerk in Deutschland entstehen. Bereits bis Ende der 2030er Jahre ist ein Demonstrationskraftwerk vorgesehen.
Die Pläne sind Teil der neuen Hightechagenda der Bundesregierung. Neben der Fusion gehören dazu auch künstliche Intelligenz, Quantentechnologien, Mikroelektronik, Biotechnologie und Batterietechnik.
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Energie wie in der Sonne
Bei der Kernfusion verschmelzen leichte Atomkerne miteinander. Dabei entstehen große Energiemengen. Genau dieser Prozess läuft auch in der Sonne ab. Anders als bei heutigen Kernkraftwerken entsteht bei der Fusion deutlich weniger langlebiger radioaktiver Abfall. Ganz ohne radioaktive Materialien kommt allerdings auch die Fusion nicht aus. Denn die energiereichen Neutronen können Bauteile im Reaktor radioaktiv aktivieren.
Die Bundesregierung formuliert ihre Ziele dennoch sehr offensiv. In der Roadmap heißt es: „Wir machen Deutschland mittel- und langfristig zu einem weltweit führenden Innovationsstandort für Fusionstechnologien und errichten das erste Fusionskraftwerk der Welt in Deutschland.“
Ob diese Zeitpläne realistisch sind, ist allerdings offen. Allerdings glaubt auch RWE, dass Deutschland das Fusionsrennen gewinnen kann.
Die größte Hürde bleibt das Plasma
Die eigentliche Herausforderung liegt im Plasma. Wasserstoffkerne verschmelzen erst bei Temperaturen von mehr als 100 Millionen °C. Dieses extrem heiße Plasma muss stabil eingeschlossen werden. Genau daran arbeiten Forschende weltweit seit Jahrzehnten.
Dafür existieren verschiedene Konzepte:
- Tokamak-Anlagen
- Stellaratoren
- Laserfusion
Deutschland besitzt vor allem bei der Stellarator-Forschung eine starke Position. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik mit der Versuchsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald. Gleichzeitig entstehen zunehmend private Unternehmen wie Proxima Fusion oder Gauss Fusion.
Die Roadmap nennt mehrere technische Meilensteine. Bereits 2028 soll eine supraleitende Großspule für einen Stellarator getestet werden. Um 2030 soll ein Demonstrator für Magnetfusion in Betrieb gehen, der erstmals eine positive Energiebilanz im Plasma erreicht.
Wichtig dabei: Eine positive Energiebilanz im Plasma bedeutet noch nicht, dass die gesamte Anlage wirtschaftlich Strom produziert. Magnetspulen, Kühlsysteme und andere technische Komponenten benötigen weiterhin enorme Energiemengen.
Deutschland will eine neue Industrie aufbauen
Hinter der Fusion steckt längst nicht nur Energiepolitik. Deutschland will sich früh eine starke Position in einer möglichen Zukunftsindustrie sichern.
Die Roadmap spricht von neuen Wertschöpfungsketten, Hightech-Arbeitsplätzen und technologischer Souveränität. Im Fokus stehen unter anderem Hochfeldmagnete, Hochtemperatur-Supraleiter, Lasersysteme und neue Werkstoffe. Viele dieser Technologien könnten später auch außerhalb der Fusion eingesetzt werden – etwa in der Medizintechnik, Raumfahrt oder Materialforschung.
Bis 2029 plant die Bundesregierung laut Roadmap Investitionen von rund 2,4 Mrd. €. Bundesforschungsministerin Dorothee Bär kündigte zunächst eine mehrwöchige Konsultationsphase an. Unternehmen, Forschungseinrichtungen und weitere Beteiligte sollen die Roadmap nun bewerten und ergänzen.
Der internationale Wettbewerb läuft längst
Deutschland ist mit seinen Plänen nicht allein. In den USA, China und Großbritannien investieren Staaten und private Unternehmen derzeit Milliarden in Fusionstechnologien.
Zu den bekanntesten Projekten gehören:
- ITER in Frankreich
- Commonwealth Fusion Systems in den USA
- Helion Energy
- Tokamak Energy
- zahlreiche staatliche Programme in China
Vor allem private Fusion-Start-ups haben das Tempo zuletzt deutlich erhöht. Viele von ihnen versprechen deutlich kleinere und günstigere Reaktoren als frühere Großprojekte.
Viele Fachleute bleiben skeptisch
Trotz aller Fortschritte bleiben viele Fachleute vorsichtig. Bis heute hat weltweit noch kein Fusionsreaktor dauerhaft mehr Energie erzeugt, als die gesamte Anlage verbraucht.
Zwar gelangen zuletzt wichtige Fortschritte. Dazu zählen neue supraleitende Magneten oder Erfolge bei der Laserfusion in den USA. Von einem wirtschaftlich arbeitenden Kraftwerk ist die Technologie aber weiterhin entfernt.
Auch Materialfragen gelten als schwierig. Die extremen Neutronenströme setzen Reaktorwände dauerhaft unter Stress. Zusätzlich bleibt die Versorgung mit Tritium kompliziert. Dieses Wasserstoffisotop wird als Brennstoff benötigt und ist nur begrenzt verfügbar.
Selbst optimistische Fachleute gehen deshalb davon aus, dass zwischen einem erfolgreichen Demonstrator und einem wirtschaftlich arbeitenden Kraftwerk noch viele Jahre liegen könnten.
Neue Gesetze und Forschungszentren geplant
Die Bundesregierung will deshalb frühzeitig ein komplettes Fusions-Ökosystem aufbauen. Geplant sind neue Forschungs-Hubs für Magnetfusion, Laserfusion sowie Material- und Brennstoffentwicklung. Zusätzlich soll die Fusion ausdrücklich im Strahlenschutzgesetz verankert werden, um Investitionen rechtlich abzusichern.
Parallel entstehen neue Forschungsnetzwerke zwischen Industrie, Universitäten und staatlichen Einrichtungen. Ziel ist es, Lieferketten, Fachkräfte und technisches Know-how frühzeitig aufzubauen.
Ob Deutschland am Ende tatsächlich das erste kommerzielle Fusionskraftwerk der Welt errichtet, bleibt offen. Klar ist aber: Der Wettlauf um die Fusion ist längst zu einem globalen Technologieprojekt geworden.
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