Kernfusion: Wie der Traum von der künstlichen Sonne auf Erden wahr werden könnte
Die Sonne ist ein großer Faktor in der Energiewende.
Foto: Photothek via Getty ImagesDüsseldorf. Sauberer Strom ohne Ende, das ist das Versprechen der Energiewende. Doch je näher das Ende von Kohle und Atom rückt, desto größer werden die Schwierigkeiten, den Energiehunger der Welt zu decken. So wäre es gut, wenn die Forschung noch eine Karte im Ärmel hätte.
Die Kernfusion könnte dieser Joker sein. Das zumindest behauptet das Münchener Start-up Marvel Fusion. Das Unternehmen unter der Führung von Moritz von der Linden glaubt, der Fusionstechnik zum Durchbruch verhelfen zu können. Mithilfe eines Superlasers sollen Isotope des Elements Bor verschmolzen werden und so große Mengen sauberer Energie freisetzen. „Unser Ziel ist es, Ende des Jahrzehnts in die kommerzielle Nutzung einzusteigen“, sagt von der Linden.
Es ist ein kühnes Unterfangen. Seit einem halben Jahrhundert experimentiert die Wissenschaft mit der Technik. Die Fusionskraft ist so etwas wie der heilige Gral der Energiewelt, der Traum einer künstlichen Sonne auf Erden. Unser Zentralstern strahlt seit Milliarden Jahren, weil in seinem Innern Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmelzen und dabei Energie freisetzen. Bisher ist jeder Versuch, diese Energiequelle auf der Erde nachzubauen, gescheitert. Einige Wissenschaftler glauben nun, diesen Prozess mit Hochleistungslasern nachbilden zu können. Ein Durchbruch könnte die Welt verändern. Doch die Chancen, zu scheitern, sind hoch.
Seitdem in den 40er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts die Kernspaltung gelang, arbeitet die Wissenschaft an dem umgekehrten Prozess, der Kernfusion. Das praktische Problem: Positiv geladene Atomkerne vereinen sich normalerweise nicht. Die sogenannte „Coulombbarriere“ lässt sich nur unter ganz besonderen Umständen überwinden – ein hoher Energieeinsatz und extrem hohe Temperaturen sind Voraussetzung.
Im südfranzösischen Cadarache versucht eine internationale Forschergruppe, den Prozess mit dem „Iter“-Reaktor in Gang zu bekommen. Allerdings nicht mit Lasern, sondern durch den Einsatz riesiger Magnete. Die erzeugen in extrem heißen Plasmawolken eine nukleare Fusion. Die Ergebnisse der jahrelangen Versuche sind ernüchternd. Ein stabiler, reproduzierbarer Prozess ist bislang nicht gelungen, eine positive Energiebilanz in weiter Ferne. Zudem ist der verwendete Treibstoff radioaktiv. Nach jetzigem Stand ist frühestens 2035 mit einem ersten Versuchsreaktor zu rechnen.
Nötig ist ein Laser, den es noch nicht gibt
Start-ups wie Marvel Fusion oder HB11 Energy aus Australien setzen auf die Laserfusion. „Wir brauchen einen Laser mit speziellen Eigenschaften, den es heute so noch nicht gibt“, sagt Georg Korn, Chief Technical Officer von Marvel Fusion. „Wir wissen aber, wie wir ihn bauen müssen.“ Mit diesem hochintensiven Lichtstrahl soll es gelingen, die sich abstoßenden Teilchen zur Fusion zu bewegen. Der Bau einer ersten Anlage kostet 350 Millionen Euro. Die soll dann aber auch gleich den Nachweis der Wirtschaftlichkeit bringen. Angepeilt wird ein Strompreis von fünf bis zehn Cent pro Kilowattstunde.
Nötig ist dafür eine Explosionswolke mit einer Temperatur von 140 Millionen Grad. Computergestützte Simulationen seien vielversprechend, sagen die Marvel-Verantwortlichen. Handfeste Ergebnisse könne aber nur der Superlaser liefern.
Die Grundlagen für die Strahlenkanone sind theoretisch gelegt. Marvels Technikvorstand Korn ist zugleich wissenschaftlicher Direktor des Laserforschungszentrums Eli in Prag. Das Team dort um Gerard Mourou und Donna Strickland bekam 2018 den Nobelpreis für entscheidende Verbesserungen in der Lasertechnik. Diese Erkenntnisse will Marvel Fusion für seinen Fusionsreaktor nutzen. Hinzu kommen Fortschritte in der Nanotechnik, die neue Trägermedien für den Brennstoff ermöglichen.
Ein gewagtes Unterfangen, dem sich Ende April aber auch Siegfried Glenzer angeschlossen hat. Glenzer ist Professor an der Stanford University und leitet an der Eliteuni die Forschungen für hochverdichtete Energieformen. Nun müssen auch die Investoren an die Story glauben. Mehrfachgründer Moritz von der Linden ist investiert – er hat vor einigen Jahre mit Partnern die Devisenplattform 360 T für 725 Millionen Euro an die Deutsche Börse verkauft.
Mit an Bord sind auch der Risikofonds Blue Yard Ventures und der Investor Albert Wenger. BMW-Erbin Susanne Klatten ist mit ihrer Investmenttochter Skion Ende 2020 hingegen ausgestiegen.