Bei einem hochenergetischen Zusammenstoß von Wasserstoffkernen (Protonen) wird Energie frei. Das ist das Prinzip, wie die Sonne funktioniert. Dies versucht man angemessen auf der Erde nachzuvollziehen. Die Problematik liegt darin, dass es eine Eins zu Eins Übertragung aus den physikalischen Prozessen der Sonne auf der Erde nicht geben kann. Das liegt daran, dass die riesigen Gravitationskräfte der Sonne zum Zusammenhalt des sogenannten Plasmas (ionisiertes Gas, die Kerne sind von den Elektronen abgetrennt), die den Zusammenstoß erst ermöglichen, es auf der Erde nicht gibt. Man muss deshalb mit viel höheren Temperaturen auf der Erde arbeiten, und in einem kleineren Gefäß das Plasma in einem magnetischen Feld einfangen. Es gibt zwei Konstruktionsprinzipien. Seit den 50er Jahren wird das sogenannte Tokamak-Prinzip, eine russische Entwicklung, verfolgt. Aber auch damals schon gab es das sogenannte Stellarator-Prinzip, dass man wegen seiner hohen Komplexität fallen gelassen hatte. Seit Ende der 80er, Anfang der 90er Jahren verfolgt man wieder das Stellarator-Prinzip, da man nun den notwendigen Rechenaufwand realisieren kann, um das dafür notwendige komplizierte Magnetfeld berechnen zu können.
Am weitesten fortgeschritten ist die Entwicklung beim internationalen CITER-Projekt in Frankreich, das dem Tokamak-Prinzip folgt. Das erste Plama wird man dort voraussichtlich 2025 zünden können. 2035 erwartet man die ersten Experimente mit positiver Energiebilanz. Erst danach soll das erste realistische Kraftwerk aufgebaut werden. China wird wohl schon deutlich früher mit dem Aufbau eines Kraftwerks anfangen. Aus diesem internationalen Projekt können alle beteiligten Staaten die gewonnenen Erkenntnisse für sich übernehmen. Die hohe organisatorische Komplexität durch die Beteiligung von 35 Staaten (EU zählt m. W. dabei als ein Staat, es gibt keine direkte Beteiligung von EU-Staaten.) führt natürlich zu einem ungeheuren Verschleiß von Ressourcen und etliche Verzögerungen bei der Entwicklung dieses Projekts. Aber es ist ein internationales Friedensprojekt, dafür sollte uns jedes Geld recht sein. In Deutschland wird sowohl in München als auch in Greifswald an den unterschiedlichen Prinzipien Tokamak vs. Stellarator gearbeitet. Das Stellarator- Prinzip wird in Greifswald verfolgt (Wendelstein-7X) und scheint sehr erfolgreich zu sein.
Aber auch bei optimistischen Schätzungen dürfte keines der beiden Prinzipien noch einen nennenswerten Beitrag zur Abwehr der anstehenden Klimakatastrophe leisten. Wir werden mit erfolgreichen Kraftwerken nicht vor 2050 rechnen können, einen Zeitpunkt, zu dem wir Klimaneutralität erreicht haben müssten, um bis 2100 eine Reduzierung der Erderwärmung auf 1,5 Grad zu erreichen. Das bedeutet allerdings nicht, dass man diese Entwicklung schleifen lassen sollte oder – wie manche Gegner fordern – abbrechen sollte. Es gibt – so hoffe ich – auch ein Leben in 100 und 200 Jahren und der Energiebedarf wird wachsen und wachsen, besonders wenn es uns gelingt den Klimawandel in den Griff zu bekommen.
Einen sehr guten Überblick über die Entwicklung des ITER-Projekts bietet dieser Beitrag:
https://www.baublatt.ch/baupraxis/iter-der-groesste-fusionsreaktor-der-welt-27265
Auf Youtube gibt es zahlreiche Beiträge zur Wasserstofffusion. Kurz, verständlich und präzise wie immer die Beiträge von Harald Lesch
Sehr gründlich und gut verständlich sind die Vorlesungen von Hartmut Zorn, dem führenden deutschen Wissenschaftler auf diesem Gebiet, u.a.
Politische Situation in Deutschland
Die Grünen, genauer die Fraktion der Grünen, haben 2019 im Bundestag einen Antrag eingebracht http://dipbt.bundestag.de/doc/btd/19/102/1910221.pdf,
1. Die Gelder für das ITER-Projekt nicht als Klimaschutzmaßnahme auszuweisen und
2. Die Energieforschung auf das Erreichen der Energiewende auf der Basis Erneuerbarer Energien … zu konzentrieren.
Es gibt gewiss einige Gründe dem ersten Punkt zuzustimmen. Im 2. Punkt wird es nicht explizit gesagt, aber letztlich gemeint, dass man das ganze Projekt nicht weiter unterstützen sollte, da die Gelder an anderer Stelle besser verwendbar wären. Dass sie dabei internationale Verpflichtungen fast schon in Trumpscher Manier mit den Füßen treten, macht eigentlich nur sprachlos. Ein internationales Friedensprojekt, einen gewaltigen wissenschaftlichen Fortschritt, wie er jetzt schon sichtbar ist, obwohl ein Ende dieses Projektes noch nicht absehbar ist, aufzukündigen, kann man nur als katastrophales politisches Versagen bezeichnen. Der 2. Punkt scheint auch zu zeigen, dass man sich bei den Grünen durchaus nicht einig ist, sonst wäre er klarer formuliert worden. Wenn man den extrem ITER-feindlichen Flügel der Grünen studieren will, dann sind die Beiträge von MDB Sylvia Kotting-Uhl empfehlenswert, u. a. https://kotting-uhl.de/site/europaeische-energieforschung-auf-dem-atomaren-irrweg/. Ein paar Zitate: „Die Fusionsforschung ist ein Milliardengrab ohne Aussicht auf nennenswerte Erfolge…. Die zentrale, schlecht regelbare Großstromerzeugung von Fusionsreaktoren ist schon heute nicht mehr zeitgemäß. … produzieren Atommüll, für den es bisher kein Endlager gibt.“ Und nun nimmt sie auch die SPD für sich in Anspruch „Es ist gut und richtig, dass Umweltministerin Hendricks das Vorhaben der EU-Kommission als „verrückte und unverantwortliche Idee“ geißelt und Wirtschaftsminister Gabriel feststellt, dass „wir jede Form der europäischen Förderung von Atomenergie ablehnen“.“
Schema: Wasserstofffusion ist Atomenergie, Atomenergie ist schlecht. So macht sich Klein-Fritzchen oder Klein-Sylvia die Welt einfach.
2015 hatte sich im Bundestag Sigmar Gabriel damals als Wirtschaftsminister der Grundhaltung der Grünen weitgehend angeschlossen. Man kann sich nicht vorstellen, dass er dabei auf große Gegenliebe z. B. bei Manuela Schwesig gestoßen ist, die eine ausgesprochene Befürworterin der Wasserstofffusions-Forschung ist, da sie natürlich ein großartiges Aushängeschild für Ihr Bundesland Mecklenburg-Vorpommern ist. Dennoch, dass damals Gabriel im Bundestag leichtsinnig solche Äußerungen gemacht hat, zeigt wohl dass es innerhalb der SPD auch ähnlich kleinkariertes Denken wie bei den Grünen geben könnte. Es geht wie immer mal wieder ums Geld. Es spielt dabei keine Rolle dass das EEG dem Steuer- und Gebührenzahler jährlich circa 20 Milliarden Euro kostet, während die Forschung für die Wasserstofffusion sich im dreistelligen Millionenbereich für Deutschland abspielt. Die Grünen meinen, dass dieses Geld bei der Entwicklung erneuerbarer Energieformen fehlen würde und dass diese Technik wiederum zu zentralen großen Energieversorgern führen wird. Letzteres ist natürlich richtig, aber wenn wir eine ständige und stabile Versorgung mit Strom realisieren wollen, werden wir um diese und andere Großprojekte nicht herumkommen. Nichtsdestotrotz findet hier eine großartige internationale Forschung statt, in die bereits ungeheure Summen hineingeflossen sind, aus denen bereits hervorragende Ergebnisse als Nebeneffekte, insbesondere auch bezüglich der Supraleitung herausgekommen sind, die bekanntlich auch für alle anderen Energieformen von tragender Bedeutung werden könnte, wenn man die Energie über längere Strecken verlustarm weiterleiten möchte.