Blick auf Wendelstein 7x, die Fusionsanlage vom Typ Stellarator in GreifswaldMPI für Plasmaphysik / Jan Hosan

Auf dem Weg zu einem möglichen Kernfusionskraftwerk – Wissenslücken und Forschungsbedarfe aus Sicht der Technikfolgenabschätzung

Thematischer Hintergund

Infolge von Fortschritten auf dem Gebiet der Plasmaphysik rückt die Kernfusion vermehrt ins öffentliche Interesse. An der National Ignition Facility in den USA ist es Ende 2022 erstmals gelungen, ein Plasma mittels Laser-/Trägheitsfusion zu "zünden", wobei mehr Fusionsenergie erzeugt wurde, als Laserenergie eingestrahlt wurde. Auch beim Konzept des Plasmaeinschlusses mittels Magnetfeldern konnte Anfang 2023 ein wichtiges Zwischenziel erreicht werden, als in der Versuchsanlage "Wendelstein 7-X" in Greifswald ein heißes Plasma über 8 Minuten aufrechterhalten konnte, bei einem Energieumsatz von 1,3 GJ. Der Weg zu möglichen kommerziellen Kernfusionskraftwerken ist jedoch noch weit und erfordert langfristige Anstrengungen in Grundlagen- und angewandter Forschung sowie ingenieurtechnischer Entwicklung. Dies wurde in der öffentlichen Anhörung des Bundestagsausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung am 27. September 2023 von vielen Sachverständigen betont.

Um kommerzielle Fusionskraftwerke bis zur Mitte des Jahrhunderts in Betrieb nehmen zu können, ist die wissenschaftlich-technische Machbarkeit der Energiegewinnung durch kontrollierte Kernfusion zwar notwendig, aber nicht hinreichend. Aus Perspektive der Technikfolgenabschätzung stellen sich grundlegende Fragen, deren Beantwortung den Erfolg oder Misserfolg der Fusionstechnologie maßgeblich beeinflussen wird.

Diese Fragen betreffen

  • die Wirtschaftlichkeit und Konkurrenzfähigkeit im Vergleich zu alternativen Stromerzeugungstechnologien,
  • die Integration in ein durch erneuerbare Energien geprägtes Energiesystem,
  • die Umwelteigenschaften wie Beitrag zum Klimaschutz, Ressourcenbedarfe, radioaktives Inventar, Emissionen und Abfälle,
  • die soziale Nachhaltigkeit, einschließlich Verteilungs- und Akzeptanzfragen
  • Dual-use und die potenzielle Weiterverbreitung von Kernwaffen.

Ziel und Vorgehensweise

Mittels Auswertung aktueller wissenschaftlicher Publikationen und ca. 10 Experteninterviews sollen Entwicklungen seit der letzten Befassung des TAB im Jahr 2002 (TAB-Arbeitsbericht Nr. 75: Kernfusion) aufgezeigt und der aktuelle Sachstand ermittelt werden. Die Ergebnisse werden in einer TA-Kompakt-Studie zusammengefasst.