Die Suche nach neuen Energiequellen

Erfolg in der Fusionsforschung
Langfristig verspricht hier die Fusionsenergie weit mehr Potenzial. Kommerzielle Fusionskraftwerke sind aber erst in einigen Jahrzehnten zu erwarten. Dafür verspricht die Fusionsenergie, hier wird die Energiegewinnung der Sonne durch Fusion von Wasserstoffisotopen auf der Erde nachgestellt, sehr große Energiemengen. Sie ist weitgehend CO2-neutral und nachhaltig. Und sie ist sicher. Bei der Verschmelzung leichter Atome zu schwereren wird, wie die Sonne beweist, eine unvorstellbare Menge Energie freigesetzt. Einige Gramm Wasserstoff-Brennstoffe werden dazu in der Brennkammer extrem erhitzt. Bei Temperaturen, die zehnmal heißer sind wie im Zentrum der Sonne, bildet sich ein Plasma, indem schließlich die Fusionsreaktionen erfolgt. Die große Herausforderung ist, diesen Prozess unter den extremen Bedingungen zu starten und aufrechtzuerhalten. Daran wird weltweit in vielen Projekten seit Jahrzehnten gearbeitet. Wenn die Versuche im Großen wirklich gelingen, würden dann pro Kilogramm eingesetzter Masse knapp vier Millionen Mal mehr Energie frei als bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Bislang konnte bei den kleinen Versuchsanlagen noch keine zufriedenstellende Energiebilanz erzielt werden und die Fusionsreaktion nur sehr kurz aufrechterhalten werden.

Weltrekord für JET
Der jüngste Versuch in der Joint European Torus (JET)-Anlage in Oxford, UK, wird nun als wichtiger Durchbruch gefeiert. Im aktuell größten und leistungsstärksten Tokamak-Fusionsreaktor der Welt konnten 59 Megajoule (11 Megawatt) an anhaltender Fusionsenergie erzeugt werden. In dem durch mächtige Magnetkräfte eingeschlossenem Plasma verschmolzen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Helium. Das ist doppelt so viel wie beim letzten Weltrekordexperiment im Jahr 1997 in der gleichen Anlage. „Viel wichtiger ist, dass sich unsere Berechnungen und Vorhersagen voll bestätigt haben. Daher können wir jetzt sicher sein, dass die noch im Bau befindliche Großanlage ITER in Südfrankreich unsere Erwartungen erfüllen wird“, erklärt Friedrich Aumayr, Vorstand des Instituts für Angewandte Physik der TU Wien. Sie könnte dann zehn Mal so viel Fusionsenergie liefern als an Heizleistung benötigt wird. Das Experiment hat auch gezeigt, dass der Fusionsprozess lange aufrechterhalten werden kann. Das ITER-Projekt, die größte experimentelle Fusionsanlage der Welt, an der seit 2007 mit einigen Verzögerungen gebaut wird und rund 22 Mrd. Dollar kosten soll, dient als großer Demonstrator für die wissenschaftliche und technologische Machbarkeit der Fusionsenergie. Das erste Plasma in der gigantischen Anlage voraussichtlich Ende 2025 gezündet werden. ITER ist zugleich ein bislang einzigartiges internationales Großprojekt. Die EU ist der führende Partner, der fast die Hälfte der Baukosten trägt. Den Rest tragen China, Indien, Japan, die Republik Korea, die Russische Föderation sowie die USA zu gleichen Teilen bei. Die gigantischen Bauteile werden weltweit produziert und im französischen Cadarache zusammengebaut. Das Ziel ist, „Kernfusionsstrom“ 2050 mit ersten kommerziellen Kraftwerken ins Netz zu bringen. „Fusion ist die einzige Energiequelle, die sich die Menschheit bis heute nicht zu Nutze gemacht hat“, so der Physiker. Im Gegensatz zur Kernspaltung ist die Fusionsreaktion eine sehr sichere, nahezu CO2-freie Energieform. „Sie ist eine ideale Ergänzung zu den erneuerbaren Energien aus Wind und Photovoltaik“, betont Aumayr.