Der Fusionsreaktor JET (Symbolbild)
Kernfusion: „Künstliche Sonne“ wird ab 2050 regulär eingesetzt
Kernfusion ist der große Hoffnungsträger der Energiebranche. Fragt man Start-ups, die Geld damit lukrieren wollen, könnte schon in 10 Jahren der erste Fusionsreaktor ans Netz gehen. Forscher sind skeptisch und rechnen eher mit mindestens 50 Jahren, bis ein Fusionsreaktor verlässlich mehr Energie erzeugt, als für das Zünden und Stabilisieren des Plasmas nötig ist.
China reiht sich mit seiner Prognose dazwischen ein und ist vorsichtig optimistisch. Der Staatskonzern CNNC geht davon aus, dass man bis 2050 einen Fusionsreaktor im Regelbetrieb haben wird, berichtet Bloomberg.
Der Zeitplan von CNNC sieht vor, dass im Jahr 2045 die Demonstrationsphase für einen bis dahin gebauten Fusionsreaktor beginnt. 5 Jahre später soll der kommerzielle Betrieb beginnen – also ein Fusionskraftwerk ans Netz gehen, das regulär und dauerhaft Strom ins Netz einspeist.
So funktioniert die Kernfusion
Im Gegensatz zur Kernspaltung werden bei der Kernfusion Atome miteinander verschmolzen. Dabei wird Energie freigesetzt. Diese kann in der Form von Hitze genutzt werden, um Wasserdampf zu erzeugen, der wiederum eine Turbine antreibt.
Damit die Kernfusion in Gang gesetzt wird, braucht es noch viel größere Hitze. Über 100 Millionen Grad Celsius sind nötig. Im Kern der Sonne, die ein natürlicher Fusionsreaktor ist, ist es „nur“ 15 Millionen Grad Celsius heiß. Die Kernfusion gelingt dort trotzdem, weil der Druck 250 Milliarden mal größer als in der Erdatmosphäre ist: Ein Zustand, den man auf der Erde bisher nicht reproduzieren kann.
Weil kein Material der Erde 100 Millionen Grad Celsius heißes Plasma aushält, kommen bei Fusionsreaktoren extrem starke Elektromagnete zum Einsatz. Sie halten das Plasma in einem Magnetfeld, damit es nicht mit den Reaktorwänden in Berührung kommt.
Erst wenn das Magnetfeld lange genug stabil gehalten werden kann, wird ein effizienter Betrieb eines Fusionsreaktors möglich. Ansonsten benötigen das Erhitzen bzw. Zünden des Plasmas und dessen Erhaltung mehr Energie als schlussendlich erzeugt wird. Gelingt der effiziente Betrieb, könnte ein Fusionsreaktor nahezu unendlich saubere Energie erzeugen, weil das dafür benötigte Isotop Deuterium in Wasserstoff enthalten ist.
Künstliche Sonne
CNNC experimentiert bereits seit einigen Jahren mit Fusionsreaktoren. Eine der aktuellen Versuchsanlagen ist Huanliu-3 (HL-3), die eine der fortschrittlichsten in China sein soll. Weil die Technologie von Fusionsreaktoren den Vorgängen in unserer Sonne nacheifert, haben diese in China und anderen asiatischen Ländern den Spitznamen „künstliche Sonne“ bekommen.
➤ Mehr lesen: China meldet Durchbruch bei „künstlicher Sonne“
CNNC beteiligt sich zudem an internationalen Projekten zur Erforschung von Kernenergie. So liefert man etwa Module für den Versuchsreaktor ITER, der derzeit in Frankreich gebaut wird. Die Inbetriebnahme dieses Reaktors soll frühestens 2034 erfolgen.
Der Staatskonzern wird aber nicht alles auf eine Karte setzen. CNNC baut weiter seine regulären Atomreaktoren. Bis 2030 wird China die USA und Frankreich überholen und das Land mit den meisten aktiven Atomreaktoren sein.
Außerdem wird an SMRs gearbeitet – Small Modular Reactors. Im Gegensatz zu regulären Reaktoren können diese in Serienfertigung hergestellt werden, wodurch sie günstiger und schneller einsatzbereit sind.
Kommentare