Fusionsenergie: Wie weit ist die Forschung heute?

Die Kernfusion wäre die Lösung aller Energieprobleme auf der Erde. Überall auf der Welt forschen Wissenschaftler an der Energiequelle der Zukunft. Doch bislang ist es noch in keinem der Forschungs-Fusionsreaktoren gelungen, einen Energie-überschuss zu erzeugen. Dennoch sind sich viele Wissenschaftler sicher, dass wir die Kraft der Sonne in naher Zukunft auf die Erde holen werden. Unser heutiger HYPERRAUM.TV Beitrag gibt Einblicke in den Stand der Forschung, erklärt, wie die Fusionsenergie funktioniert und warum uns damit eine fast unendliche Energiequelle zur Verfügung stehen würde.

Im Jahr 2050 wird die Erdbevölkerung auf etwa zehn Milliarden Menschen angestiegen sein. Schätzungen zufolge werden dann rund 30.000 Gigawatt Energie benötigt werden, um den Bedarf aller Menschen rund um den Globus zu decken. Mit den heute bekannten Erneuerbaren Energien ist das so gut wie unmöglich und aus der fossilen Stromerzeugung müssen wir aussteigen, um die schlimmsten Folgen der globalen Erwärmung zu verhindern. Doch was könnte den gigantischen Energiehunger der Menschheit dann decken?

Eine Möglichkeit, an der Forscher derzeit arbeiten, gäbe es noch: Die Energie der Sonne – die Kernfusion – bei uns auf der Erde nutzbar zu machen. So hätten wir eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle, mit der umweltfreundlich, ohne klimaschädliche Emissionen und ohne die Gefahr von Katastrophen wie in Tschernobyl oder Fukushima Strom erzeugt werden könnte.

Für die Reaktion werden nur Moleküle benötigt, die auf der Erde in ausreichendem Maße und damit günstig vorhanden sind. Ein Bestandteil, das Deuterium, findet sich beispielsweise in Meerwasser. Außerdem entsteht bei der Kernverschmelzung so gut wie kein Kohlendioxid und keine anderen Treibhausgase und nur ein geringer, schnell abbaubarer Anteil an Radioaktivität. Das macht die Kernfusion zu einer der sichersten und saubersten Energiequellen der Erde. Überall auf der Welt gibt es derzeit Forschungsprojekte mit dem Ziel, die Fusion mit einer positiven Energiebilanz ablaufen zu lassen – das heißt, mehr Energie zu erzeugen, als für den Beginn der Fusionsreaktion benötigt wird.

Bei der Kernfusion verschmelzen zwei Atomkerne unter ungeheurem Druck und extremer Hitze miteinander zu einem neuen Kern. Dabei wird eine riesige Menge Energie freigesetzt. Diese Reaktion ist es, die seit Jahrmilliarden auch im Inneren unserer Sonne abläuft und die unseren Planeten mit Wärme versorgt. Ohne die Fusion gäbe es folglich kein Leben auf der Erde. Diese Reaktion auf der Erde nachzuvollziehen und damit Energie zu erzeugen – das ist der Traum vieler Forscher. Doch bislang ist es zwar gelungen, die Kernfusion in Versuchsreaktoren ablaufen zu lassen, allerdings wird dabei derart viel Hitze benötigt, dass wesentlich mehr Energie zum Heizen aufgewendet werden muss, als bei der Verschmelzung der Kerne freigesetzt wird. Forscher sprechen daher von einer negativen Energiebilanz.

Mit anderen Worten: Fusionsenergie lohnt sich noch nicht. Dabei wäre das Prinzip die Lösung aller unserer Energieprobleme – selbst bei einer Erdbevölkerung von 10 Milliarden und mehr. Daher werden seit einiger Zeit die Forschungen an der Technologie in Europa verstärkt und gebündelt. Im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald entsteht derzeit die Experimentieranlage Wendelstein 7-X, vom Typ Stellarator. Nach Fertigstellung wird sie die größte und leistungsstärkste Anlage dieses Bautyps sein. Ziel ist es, zu untersuchen, ob sich der Anlagentyp als mögliches Fusionskraftwerk der Zukunft eignet.

Doch nicht nur in Europa, sondern überall auf der Welt laufen derzeit erhebliche Forschungsanstrengungen an. Sehen Sie heute in unserer wöchentlichen HYPERRAUM.TV Reihe: Prof. Dr. Thomas Klinger, der im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik für die Szenario-Entwicklung der Fusionstechnologie verantwortlich ist, gibt Einblicke in den weltweiten Stand dieser Großforschung, erläutert Sicherheitsaspekte von Kernkraft- und Fusionsanlagen, und betont zuletzt, dass Deutschland dank erheblicher Forschungsaufwendungen im dreistelligen Millionenbereich für diese Zukunftstechnologie gut gerüstet scheint.

Hier finden Sie außerdem weitere interessante Informationen rund um die mögliche Energie der Zukunft:

– Bonus-Clip: Das gesamte Interview zum Thema Fusionskraftwerk, das Susanne Päch mit Prof. Dr. Thomas Klinger vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald geführt hat, finden Sie auf dem HYPERRAUM.TV YouTube-Kanal – hier

– mehr über Fusionskraftwerke und über die beiden Technologien Tokamak und Stellarator – hier

– Infos des MPI für Plasmaphysik über das Europäische Fusionsprogramm – hier