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Wie aus einem Science-Fiction-Film: In einem Reaktor, der diesem Test-Modell ähnelt, soll heißes Plasma fusionieren - und Energie erzeugen.
Wie aus einem Science-Fiction-Film: In einem Reaktor, der diesem Test-Modell ähnelt, soll heißes Plasma fusionieren - und Energie erzeugen.(Foto: Screenshot Youtube-Firmenvideo)

Energiequelle der Zukunft?: Kanadier planen Kernfusion mit Dampfkraft

Von Kai Stoppel

Saubere und unerschöpfliche Energie ist ein Menschheitstraum. Eine Firma aus Kanada will diesen wahr machen und den ersten kommerziellen Fusionsreaktor bauen. Investoren stecken Millionen in das Projekt, das einen neuen Ansatz verfolgt.

Die Suche nach einem Weg, die Kraft der Sonne auf der Erde zu bändigen, gleicht der Suche nach dem Stein der Weisen. Saubere Energie aus Kernfusion, der Verschmelzung von Atomkernen, ist schon seit den 1970er-Jahren das Ziel von Forschern und Tüftlern. Alle Energieprobleme auf der Erde könnten auf einen Schlag gelöst werden. Jedoch: Einen funktionierenden Reaktor, der konstant mehr Energie produziert, als er verbraucht, gibt es bis heute nicht. Kostengünstiger Strom lässt sich mit Kernfusion nicht erzeugen. Noch nicht. Das will ein Unternehmen aus Kanada nun ändern - mit einem neuartigen Konzept soll der Energiemarkt revolutioniert werden. Und das schon in naher Zukunft. Die Methode ist: ungewöhnlich.

Das im Jahr 2002 gegründete Unternehmen General Fusion aus dem kanadischen Vancouver arbeitet an einem Reaktor, der unter anderem auf dem Prinzip von Hammer und Amboss beruht. Daher rührt auch die ungewöhnliche Form der Anlage. Gleichzeitig kombiniert sie bisher bekannte Techniken auf eine neue Weise.

Bislang wurden vor allem zwei Methoden zur Erzeugung von Kernfusion verfolgt: Bei der einen wird bis zu 100 Millionen Grad heißes Plasma aus Wasserstoff in ein Magnetfeld eingeschlossen - wie etwa bei dem noch im Bau befindlichen Fusionsreaktor Iter in Südfrankreich. Bei der anderen Methode wird das Plasma mittels starker Laser extrem zusammengepresst, damit es verschmilzt - die sogenannte Trägheitsfusion. Im Herbst 2013 war es US-Forschern erstmals überhaupt gelungen, mittels Trägheitsfusion mehr Energie zu erzeugen als für deren Zündung verbraucht wurde.

"Hammer" und "Amboss" verdichten das Plasma

"Was wir machen wollen, ist ein Mittelweg", sagte Michel Laberge, Gründer und leitender Forscher von General Fusion, jüngst in einem Interview mit dem US-Sender CNBC. Dieser Ansatz wird "magnetized target fusion", also etwa magnetische Zielobjekts-Fusion genannt. Wie das funktionieren soll? Das 65-köpfige Team will mit einem Magnetfeld heißes Plasma aus Wasserstoff erzeugen, das von oben und unten in eine Stahlkugel injiziert wird. In dieser dreht sich ein Strudel aus heißem, geschmolzenen Metall, der das Plasma einschließt (in dem unteren Video verdeutlicht eine Animation den Vorgang).

Dann kommt die Spezialität der Anlage ins Spiel: Hammer und Amboss. An den Außenwänden des Kugelreaktors sind viele Kolben befestigt. Diese sausen mittels Dampfkraft synchron auf die Kugel nieder - wie ein Hammer auf einen Amboss. Beim Aufprall entstehen dann, so der Plan, Schockwellen, die das Plasma in der Mitte des flüssigen Metall-Wirbels zusammenpressen - und fusionieren lassen. Das Praktische daran: Das flüssige Metall kann die Kernfusion kühlen und gleichzeitig ihre Hitze an einen Wärmetauscher nach außen ableiten. In diesem wird dann Wasser zu Dampf, der wiederum eine Turbine antreibt, die schließlich den gewünschten Strom erzeugt.

General Fusion spricht bei seiner Methode von drei Vorteilen im Unterschied zu bisherigen Fusions-Konzepten: Der spezielle Aufbau schone erstens das Material des Reaktors, benötige zweitens nur ein Prozent der Energie, um die Fusion zu ermöglichen und verbrauche drittens keine teuren Materialien für den Einschluss des Plasmas - wie es bei anderen Systemen, die auf dem Prinzip der Trägheitsfusion basieren, notwendig ist.

Fusions-Strom soll günstiger als Strom aus Kohlekraftwerken sein

Das Unternehmen plant, einen 100-Megawatt-Reaktor zu bauen, der eine Stadt von 75.000 Einwohnern mit Strom versorgen kann. Der Strom soll dann 0,07 Dollar die Kilowattstunde kosten - eingerechnet der Investitionskosten für das Kraftwerk. Zum Vergleich: In Nordamerika kostet eine Kilowattstunde Strom aus Gaskraftwerken 0,064 Dollar, aus Wasserkraft 0,085 Dollar und aus Kohlekraft 0,095 Dollar. Und General Fusion hat es eilig, das alles Wirklichkeit werden zu lassen: "Wir wollen das in zehn Jahren hinkriegen", sagt General-Fusions-Gründer Laberge. Zum Vergleich: Der multinationale Fusionsreaktor Iter in Frankreich wird frühestens ab 2027 mit Fusions-Experimenten starten.

Derzeit arbeitet General Fusion an der Produktion der Teilsysteme - Kugel, Kolben und Plasma-Injektoren. Erst in einem nächsten Schritt soll ein Prototyp in voller Größe gebaut werden. Der praktische Nachweis, dass das Konzept der Kernfusion auch aufgeht, steht also noch aus. Jedoch scheinen namhafte Investoren zuversichtlich zu sein: Mehr als 100 Millionen US-Dollar will General Fusion bereits eingesammelt haben. Unter den Investoren ist auch Jeff Bezos, der Gründer und Präsident von Amazon, dessen Investmentfirma Bezos Expedition an dem Projekt beteiligt ist.

Allerdings gab es in der Vergangenheit schon häufiger die Meldung eines "völlig neuen Ansatzes" bei der Kernfusion. In den 1970er Jahren etwa lagen die Hoffnungen auf der Trägheitsfusion. Bei der praktischen Umsetzung haben sich am Ende jedoch immer wieder unvorhergesehene Probleme ergeben, die einer kommerziellen Nutzung im Wege standen. Ungeachtet dessen forschen heute mehr Unternehmen und Wissenschaftler denn je an einer Realisierung des Traums von der unerschöpflichen Energiequelle. Zuletzt stellten US-Forscher ein neues Konzept für einen vergleichsweise kostengünstigen Reaktor vor, der aber noch theoretischer Natur ist. Der US-amerikanische Rüstungs- und Technologiekonzern Lockheed Martin arbeitet ebenfalls an einem Mini-Fusionskraftwerk. Vielleicht wird der Traum irgendwann wahr.

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Quelle: n-tv.de

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