Teuer und unpraktisch: Kernfusion wird keine Probleme lösen
Mit einer Kurznachricht(öffnet im neuen Fenster) hat Elon Musk eine Diskussion befeuert, die spätestens seit Baubeginn von Iter, dem ersten Prototyp eines Kernfusionsreaktors, im Jahr 2007 läuft: Wie sinnvoll kann es ein, Milliarden in irdische Fusionskraftwerke zu investieren, wenn die Sonne dieselbe Energie kostenlos zur Erde liefert?
Dabei ist die Grundidee hinter einem Kernfusionsreaktor verführerisch. Aus Wasserstoff wird Helium, gleichzeitig setzt die Verschmelzung so viel Energie frei, dass 250 kg Fusionsmaterial ein großes Kraftwerk für ein Jahr antreiben könnten. Es gibt keine Abgase und radioaktive Strahlung im engeren Sinne setzt diese Reaktion ebenfalls nicht frei.
Kein Wunder also, dass auch Donald Trump in das Rennen um ein Kernfusionskraftwerk einsteigen will, wie seine Medienfirma TMTG gerade bekanntgegeben hat.
Wirtschaftlich kaum zu realisieren
Bis die ungeheure Energiemenge eines solchen Reaktors überhaupt genutzt werden kann, wird noch mindestens eine zweistellige Milliardensumme nötig sein. Allein die Fertigstellung von Iter, eine Art Probelauf für den Probelauf, könnte 50 Milliarden Euro kosten.
Anschließend oder auch parallel dazu, schließlich liegt man bereits 15 Jahre hinter dem Zeitplan zurück, muss noch Demo gebaut werden. Dieses Kernfusionskraftwerk soll dann als tatsächlicher Versuch dienen, mehr Energie aus der Kernfusion zu erhalten als für die Stabilisierung des Prozesses auf der Erde nötig ist. Iter wird das noch nicht können.
Auch deshalb arbeiten 35 Länder gemeinsam daran, bündeln Geld und Forschungskapazitäten, um irgendwann nach 2050 greifbare Ergebnisse zu liefern. Währenddessen diskutiert man an anderer Stelle, wie viele Cent eingespeister Solarstrom, erzeugt mithilfe der Kernfusion der Sonne, eigentlich noch wert sein darf.
Technisch spricht viel dagegen
Nicht nur Zeit und Geld stehen im Weg. Es gibt eine Reihe praktischer Überlegungen, die den Durchbruch der Kernfusion mindestens verzögern dürften. So genügen auf der Sonne dank viel Druck gerade einmal 15 Millionen °C beziehungsweise Kelvin für die Aufrechterhaltung der Fusionsreaktion. In einem Tokamak, also bei magnetischem Einschluss, müssten es schon 150 Millionen °C sein.
Welches Material selbst auf Distanz mit diesen Temperaturen auf Dauer umgehen kann, wird noch immer erforscht und muss noch entwickelt werden. Bei Iter wird allein die Reaktorkammer knapp 8.000 Tonnen wiegen.
Und da wäre die Sache mit der Strahlung. Neutronenstrahlung wird in jedem Fall auftreten und die Reaktorwände kontaminieren, weil die Neutronen nicht nur für den Fusionsprozess benötigt werden, sondern auch radioaktive Isotope erzeugen.
Ein Beispiel ist Cobalt-60, das aus Eisen entsteht. Die Halbwertszeit liegt zwar bei verträglichen fünf Jahren, aber bis zum Zerfall sollte man den Beta- und Gammastrahler, der auch in den Stahlkonstruktionen von Atomkraftwerken zu finden ist, sicher verwahren.
Der Brennstoff fehlt
Für einen verlässlichen Fusionsprozess benötigt man zudem Deuterium und Tritium, zwei Isotope des Wasserstoffs. Deuterium ist in großen Mengen verfügbar. Vom stark radioaktiven Tritium existieren auf der Erde nur ein paar Kilogramm. Die stammen alle aus aktiven Atomkraftwerken.
Das Tritium müsste somit direkt im Reaktor aus Deuterium erzeugt werden, wobei in diesem Bereich bereits Fortschritte erzielt werden. Wann die Technik reif für den Einsatz in einem laufenden Fusionskraftwerk ist, weiß dagegen niemand.
Zeit läuft gegen die Kernfusion
Als Antwort auf einen steigenden Energiebedarf und den mehr als angebrachten Verzicht auf Kohle, Öl und Gas, allesamt übrigens mithilfe der Kernfusionsenergie der Sonne erzeugt, kommt die Kernfusion zu spät. In den nächsten 10 oder 20 Jahren muss Ersatz gefunden werden und im Grunde ist er längst verfügbar.
Solarzellen, Windkraftanlagen, Pumpspeicherwerke oder auch Geothermie, die immerhin nicht auf Kernfusion zurückzuführen ist, sondern auf atomare Zerfallsprozesse und weiteren Vorgänge im Erdinneren, können nicht nur erwiesenermaßen Strom und Wärme liefern. Sie beruhen noch dazu auf erprobter Technik, die aktuell schon in industriellem Maßstab gefertigt wird.
Selbst bei einem sofortigen Durchbruch bei allen kritischen Punkten, die die Kernfusion vom praktischen Einsatz abhalten, würden Jahrzehnte vergehen, bis die Technik großflächig eingesetzt wird. Nach allen derzeitigen Prognosen haben wir zu der Zeit ganz andere Probleme, als ein wirtschaftlich tragfähiges Kernfusionskraftwerk zu bauen – Stichwort: Klimawandel.
Ein ganz anderes Problem würde sich verstärken
Die soziologische Komponente wird zudem gern außer Acht gelassen. Im Gegensatz zu einem Milliarden Euro teuren Großkraftwerk kann im Grunde jede Privatperson eine kleine Solaranlage kaufen, die Strom für Elektronik und Licht liefert. Jede kleine Gemeinde kann die Investition in eine Windkraftanlage und den passenden Stromspeicher realisieren. Selbst die Produktion der nötigen Einzelteile und die spätere Installation und Wartung erfordern begrenzte Mittel und basieren auf gut verfügbarem Wissen.
So in etwa sieht die Demokratisierung der Stromerzeugung aus, die von jedem Einzelnen getragen werden kann. Einige Hundert gigantische Kernfusionskraftwerke mit jeweils vielen Gigawatt Leistung würden genau das Gegenteil darstellen, die Stromproduktion und auch die erzielbaren Gewinne auf einen kleinen Kreis von Personen und Ländern konzentrieren.
Kernfusionsforschung bleibt wichtig
Komplett sinnbefreit ist die Arbeit an Kernfusionsreaktoren natürlich nicht. Wer weiß schon, wofür ein einzelnes Kraftwerk, das halbwegs sauber und auch sicher riesige Mengen Energie produzieren kann, noch gut sein wird. Von der Erzeugung einer Einstein-Rosen-Brücke bis zum Raumschiffantrieb gibt es schon Ideen.
Dazu kommt die Arbeit an Iter selbst. So teuer und langwierig sich alles gestaltet – ein ähnlich kooperatives Projekt findet sich kaum. Kaum etwas anderes als das Versprechen auf eine unerschöpfliche Energiequelle lässt die EU, China, Indien, Russland und die USA zusammenfinden.
Wissenschaftliche Erkenntnisse helfen auch anderswo
Schließlich bringt die Forschung auch an anderer Stelle Erkenntnisse. Das Verständnis der starken Wechselwirkung, jener fundamentalen Kraft, die die Atomkerne überhaupt zusammenhält, wird permanent erweitert.
Kernfusion hilft darüber hinaus, zukünftig Isotope erzeugen zu können, die aktuell noch nicht herstellbar sind. Deren medizinischer oder wissenschaftlicher Nutzen muss derzeit noch nicht einmal bekannt sein.
Energieprobleme wird die Kernfusion nicht lösen, nicht in 10 und ziemlich sicher auch nicht in 50 Jahren. Sollte sie aber wider Erwarten doch eines Tages Strom in die Steckdose liefern können, ist das bestimmt auch nicht verkehrt.
IMHO ist der Kommentar von Golem.de. IMHO = In My Humble Opinion (Meiner bescheidenen Meinung nach)
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