acatech-ESYS-Impuls „Kernfusion als Baustein einer klimaneutralen Energieversorgung?“
In den vergangenen zwei Jahren hat sich die Aufmerksamkeit für das Thema Kernfusion verstärkt. Aber wie steht es derzeit tatsächlich um die Kernfusionsforschung? Das Akademienprojekt „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) vom 13.08.2024 ordnet die Potenziale und Herausforderungen ein und kommt zu dem Ergebnis: Nur langfristig könnte die Kernfusion Teil einer klimafreundlichen Energieversorgung werden. Zum Erreichen der deutschen und europäischen Klimaziele bis 2045 wird man aber wohl im Wesentlichen auf andere Energiequellen setzen müssen.
Fusionsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald – Modernster und größter Stellarator der Welt – Foto © MPI für Plasmaphysik, Jan Hosan
Die Kernfusionsforschung weckt Hoffnungen auf eine klimafreundliche und grundlastfähige Energiequelle mit vergleichsweise geringem Flächenbedarf. Die Einschätzungen von Kernfusions- und Energie-Fachleuten darüber, wie groß das Potenzial der Kernfusion tatsächlich ist und wie schnell sie zum Einsatz kommen könnte, gehen aber zum Teil auseinander. Das Projekt „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) – eine gemeinsame Initiative von acatech, Leopoldina und Akademienunion – nimmt das zum Anlass für einen Überblick.
Die Publikation des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) liefert einen Überblick zur Kernfusion: Sie veranschaulicht deren Chancen und Herausforderungen und beleuchtet außerdem folgende Fragen:
- Was ist der aktuelle Stand der Kernfusionsforschung?
- Welche Herausforderungen stehen einem Kraftwerksbetrieb bisher entgegen?
- Wie kann die Kernfusion in das deutsche Energiesystem integriert werden?
Die Publikation zeigt: Der wirtschaftliche Einsatz der Kernfusion ist nicht garantiert. Mit ersten Kraftwerken ist laut Fachleuten frühestens in 20 bis 25 Jahren zu rechnen. Damit würde die Kernfusion nicht entscheidend dazu beitragen, um die deutschen Klimaziele bis 2045 zu erreichen. Das heißt auch, dass die Technologie den Ausbau erneuerbarer Energien und klimafreundlicher Lösungen mittelfristig nicht ersetzen kann. Langfristig könnte die Kernfusion aber zur klimaneutralen Energiegewinnung beitragen.
Der ESYS-Impuls „Kernfusion als Baustein einer klimaneutralen Energieversorgung? Chancen, Herausforderungen, Zeithorizonte“ zeigt: Die Dynamik in der Kernfusionsforschung hat sich zwar in den vergangenen Jahren beschleunigt, was sich nicht zuletzt auch in einer steigenden Anzahl von in diesem Feld engagierten Unternehmen und Start-ups niederschlägt. Langfristig könnte die Kernfusion Strom in einem klimaneutralen Energiesystem bereitstellen, die Importabhängigkeiten verringern und beispielsweise zur Wasserstofferzeugung genutzt werden. Bis zu einem ersten regulären Kraftwerk ist es jedoch noch ein weiter Weg.
Kernfusion kann EE-Ausbau nicht ersetzen
Die physikalischen Grundlagen der Kernfusion sind verstanden. Bisher gibt es für keines der bestehenden Fusionskonzepte einen Prototyp – vor einem Kraftwerksbetrieb sind noch zahlreiche praktische Herausforderungen zu lösen: Dazu zählen die Steigerung der Energieausbeute, die Herstellung des Brennstoffs Tritium sowie die Entwicklung besonders widerstandsfähiger Materialien und hochleistungsfähiger Laser.
Mit einer Umsetzung eines ersten Kernfusionskraftwerks ist daher frühestens in rund 20 bis 25 Jahren zu rechnen – und damit zu spät, um zu den deutschen und europäischen Klimazielen für 2045 beziehungsweise 2050 nennenswert beizutragen. Den Ausbau der erneuerbaren Energien und andere Bemühungen für die rasche Energiewende kann die Kernfusion also nicht ersetzen.
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