Durchbruch bei der Kernfusion : Macht der US-Fusionsreaktor die Energiewende überflüssig?

Die Wissenschaft feiert den Erfolg einer Fusionsreaktion, bei der erstmals mehr Energie freigesetzt wurde, als die Zündung benötigte. Auf dem Weg zum kommerziellen Einsatz aber bleibt es noch ein weiter Weg. Vor allem an zwei wichtigen Stellen.

Bei einem Fusionsexperiment im US-Großforschungszentrum Lawrence Livermore National Labor in Kalifornien wurde Anfang Dezember 2022 erstmals beim Verschmelzen von Atomkernen mehr Energie gewonnen als verbraucht.

Foto: dpa

Allein die Zahlen, mit denen Forschungsteams des US-Großforschungszentrums Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in diesen Tagen die Wissenschaftscommunity in Aufregung versetzten, sind beeindruckend. Und verwirrend: Erstmals, meldeten die Fachleute des LLNL, ist es Anfang Dezember gelungen, durch eine Kernfusion 3,15 Megajoule Energie aus 2,05 Megajoule eingesetzter Laserenergie zu erzeugen.

Damit hat der Versuch die wissenschaftlichen Anforderungen an eine Kernfusionsreaktion erreicht. Was bisher nur ungesteuert und mit verheerenden Auswirkungen durch die Zündung von Nuklearwaffen möglich war, gelang nun erstmals unter kontrollierten Bedingungen eines wissenschaftlichen Experiments. Die Form der Energiegewinnung ähnelt den physikalischen Vorgängen, die in Sternen wie der Sonne ablaufen.

Ist das nun der Durchbruch, der den Einsatz der Kernfusion als ebenso sichere wie unerschöpfliche Energiequelle tatsächlich in Reichweite bringt? Eröffnet der erfolgreiche Versuch der US-Forscher womöglich eine elegantere Lösung zur Sicherung der künftigen Stromversorgung als den ebenso aufwendigen wie teuren Umstieg auf erneuerbare Energiequellen? Schließlich gilt die kontrollierte Verschmelzung von Atomkernen seit Jahrzehnten als vielversprechende Option, um den Energiehunger der Welt zu stillen – und zwar ohne die Risiken der Kernspaltung.

Dort nämlich besteht einerseits das Risiko, dass der Prozess wie in Tschernobyl, Harrisburg und Fukushima zumindest zeitweilig außer Kontrolle gerät und weite Gebiete verseucht. Andererseits ist die dauerhafte und sichere Lagerung der Reaktorabfälle bis heute ungeklärt. Von der Kernfusion hingegen versprechen sich die Forscher, dass der Prozess zum einen kontrollierbar bleibt und zum anderen auch keine vergleichbar brisanten Abfälle übrig bleiben wie bei der Spaltung der Atome.

Der Prozess bleibt weiter höchst ineffizient

So euphorisch die Reaktion der Fachleute auf den Versuch als solches war, so nachdrücklich weisen Wissenschaftler und andere Experten darauf hin, dass es auch nach der erfolgreichen Fusionsreaktion noch Jahrzehnte dauern könnte, bis sich die Technik kommerziell nutzen lässt. Unter anderem sei noch offen, wie aus der einmaligen Fusion, die nun gelungen sei, ein dauerhafter Prozess zur Energieerzeugung werden könne. 

Tatsächlich dienten die jüngsten Versuche auch nicht dem Ziel, die Technologie für einen Kraftwerkseinsatz fortzuentwickeln. Vielmehr diente das Experiment der Erforschung von physikalischen Vorgängen, wie sie bei der Explosion von Nuklearwaffen ablaufen – freilich ohne dafür tatsächlich Atomwaffen zünden zu müssen. 

Das im Fusionsforschungszentrum, der sogenannten National Ignition Facility, eingesetzte Verfahren sei „für ein Kraftwerk vermutlich zu ineffizient“, kommentiert etwa Sybille Günter, die Wissenschaftliche Direktorin des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München, die Umstände des US-Versuches. „Diese und viele andere technologische Fragestellungen müssen noch geklärt werden, bevor man an den Bau eines Kraftwerks denken kann.“

Dazu kommt, dass zwar die eigentliche Fusion der Atomkerne im Experiment einen positiven Energiesaldo erbracht hat. Der Energiebedarf für den Prozess als Ganzes aber ist weiterhin alles andere als nachhaltig. 

So braucht es, um die für die Zündung benötigten gut zwei Megajoule Laserenergie zu erzeugen, mit rund 300 Megajoule den knapp 150-fachen Einsatz an elektrischer Energie. Bei aller technologischen Faszination des gelungenen Experimentes ist also auch der jüngste Forschungserfolg noch in höchstem Maße ineffizient.

Und damit ist auch klar, dass die Kernfusion auf Sicht nicht mehr bleibt als ein faszinierender Hoffnungsträger, der seinem praktischen Nutzen nun ein Stückchen näher gerückt ist. Aber weder ist sie ein Ausweg aus dem akuten Energiemangel dieses Winters oder des nächsten. Noch eignet sich die Verschmelzung der Atome als Alternative zum Ersatz fossiler Energieträger durch umweltverträglichere erneuerbare Energiequellen, die den Bau von Windparks oder Solarkraftwerken überflüssig machen würde. Selbst nach dem jüngsten Durchbruch spricht leider wenig dafür, dass sich das in ein bis zwei Jahrzehnten ändert.

Lesen Sie auch: Kommt die Kernfusion zu spät?