Daneben wäre Kernfusionsenergie an sich CO₂-frei und mit weniger Gefahren für Umwelt und Mensch verbunden: Es entsteht schwach- bis mittelradioaktiver Atommüll mit Halb-wertszeiten nur von Jahrzehnten bis etwa 100 Jahren. Zu-dem ist eine Kernschmelze wie bei der Atomspaltung aus-geschlossen, da es physikalisch zu keiner Kettenreaktion kommen kann. Bei einer Störung würde die Reaktion sofort stoppen, da die extremen Bedingungen an Temperatur und Druck im Reaktor nicht aufrechterhalten werden können. Auch wäre damit unmittelbar die Wärmeerzeugung unter-brochen, so dass es nicht zu Explosionen durch Dampf oder Wasserstoff wie bei der Kernspaltung kommen kann.

Jahrelange Versuche, die Energiegewinnung mittels Kern-fusion zu ermöglichen, sind aber bislang an den enormen physikalischen und technischen Voraussetzungen geschei-tert. Im Jahr 2022 konnte dann endlich ein wichtiger Durch-bruch in der Kernfusions-Forschung erzielt werden. Am US-amerikanischen Forschungsinstitut NIF wurde erstmals eine kontrollierte Kernfusion unter Laborbedingungen in Gang gesetzt, die 1,5mal mehr Energie freisetzte als sie zur Zündung bedurfte. Das Verhältnis konnte in der Zwischenzeit sogar auf gut 4:1 gesteigert werden.

Allerdings verbraucht die gesamte Anlage zur Erzeugung der Laserenergie bzw. zur Erhitzung des Plasmas (siehe

Daran werden schon die extremen Anforderungen an Technik und Materialien deutlich. So gibt es genug Kritiker und Zweifler, ob es in absehbarer Zeit gelingen wird, mit der Kernfusion wirtschaftlich sinnvoll Energie erzeugen zu können. In einem aktuellen Gutachten der Akademie für Technikwissenschaften im Auftrag des Forschungsminis-teriums halten 20 Top-Wissenschaftler den Start eines Fusionskraftwerkes bereits im Jahr 2045 nur durch die massive Beschleunigung der Umsetzungsschritte und Bündelung von Ressourcen für möglich. Besonders kri-tische Engpässe seien der Bau der Neutronenquellen, die Entwicklung der Materialen welche die enorm hohen Temperaturen im Reaktorinnern dauerhaft aushalten, die ‚Erbrütung‘ des benötigten Tritiums sowie die Skalierung der Komponentenfertigung.

Daneben verweisen die Studienautoren auf die für den Aufbau industrieller Kapazitäten notwendigen Fachkräfte sowie auf den geschätzten Investitionsaufwand für die gesamte Infrastruktur im mehrstelligen Milliardenbereich. Das DIW kommt zu einem ähnlichen Ergebnis und sieht in absehbarer Zeit keinen Beitrag der Kernfusion zur Energie-versorgung oder zur Energiewende. Wenn die Kernfusion unter großen Anstrengungen vielleicht 2040 oder 2050 in größerem Maßstab möglich sein wird, will Deutschland eigentlich schon sehr weit sein mit dem Umstieg auf rein Erneuerbare Energien. Dann brächte man die Kernfusion eventuell gar nicht mehr.

Bei der Kernfusion wird die Arbeitsweise der Sonne kopiert. Unter extrem hohen Druck von rund 200 Milliarden Bar und bei gut 15 Millionen Grad Celsius verschmelzen dort Wasserstoffatomkerne zu Helium und setzten dabei enor-me Energie frei. Unter diesen Bedingungen liegt die Ma-terie als Plasma vor, das heißt, Elektronen und positiv geladene Atomkerne (Protonen) sind nicht mehr aneinan-der gebunden (das ist der vierte Aggregatzustand neben fest, flüssig und gasförmig, wie er z.B. auch in Leuchtstoff-röhren vorkommt). Auf der Erde ist es nicht möglich, den Druck der Sonne zu reproduzieren. Um einen Fusions-prozess zu erzeugen, muss der fehlende Druck daher mit Temperaturen von bis zu 150 Millionen Grad kompensiert werden, zehnmal heißer als das Innere der Sonne.

Bei der zweiten Methode wird das Plasma durch extrem starke Magnetfelder erzeugt. Der in Frankreich entstehende Magnetfusionsreaktor ITER, ein Gemeinschaftsprojekt von EU, USA, China, Indien, Südkorea, Japan und Russland, ist der größte und teuerste seiner Art. Zwar wird erwartet, dass ITER einmal mehr Energie erzeugen kann, als für Start der Reaktion und Erhaltung des Plasmas notwendig sind. Die Anlage insgesamt wird aber noch immer mehr Energie verbrauchen als produzieren. In Deutschland be-schäftigt sich das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik intensiv mit der Forschung in diesem Bereich und betreibt zwei Versuchsreaktoren.

Woher kommt dann eigentlich die aktuelle Euphorie? Neben den ersten wirklichen Durchbrüchen der Nettoer-zeugung von Energie im Zündungsprozess unter Laborbe-dingungen sind es zwei wohl Aspekte: Zum einen hat die Politik angesichts der multiplen Energiekrisen, hohen Energiepreisen gerade in Deutschland und wachsender globaler Risiken die Kernfusion verstärkt als strategische Zukunftstechnologie entdeckt. Um den Energiebedarf bei Verbrauchsspitzen zu decken oder wenn Erneuerbare zu wenig liefern sind grundlastfähige Alternativen vonnöten, am besten weitgehend unabhängig von ausländischen Rohstoffen.

So will die Bundesregierung in den nächsten drei Jahren rund 2,4 Milliarden in die weitere Erforschung der Kernfu-sion stecken. Sie wird als eine der sechs Schlüsseltechno-logien angesehen, mit denen Deutschland wieder zur Welt-spitze aufsteigen soll (KI, Quantentechnologie, Mikroelek-tronik, Biotechnologie, umweltfreundliche Mobilität sowie Energieerzeugung). Im Koalitionsvertrag der schwarz-roten Bundesregierung steht, dass in Deutschland das erste Fusionskraftwerk weltweit an den Start gehen soll. 

Der zweite Grund ist das zunehmende Interesse privater Firmen an der Kernfusion. Seit einigen Jahren sind zahl-reiche Start-Ups gegründet worden, die mit neuen Ideen, großem Elan und mit Fokus auf umsetzbaren Technologien Millionenmittel von privaten Investoren anlocken konnten. Und dies mit der bloßen Aussicht auf eine mögliche kom-merzielle Nutzung in der Zukunft. Dennoch macht dies einen entscheidenden Unterschied zu den großen staat-lichen Forschungsprojekten. So wurde mit dem Bau des internationalen Demonstrationsreaktors ITER (siehe Erläu-terungskasten) bereits im Jahr 2010 begonnen, das erste Plasma sollte ursprünglich 2018 erreicht werde, was dann

um sieben Jahre auf 2025 verschoben wurde. Heute geht man davon aus, dass Forschungsarbeiten am Plasma erst im Jahr 1934 beginnen können, da sollte der ganze Reaktor eigentlich schon arbeiten.

Start-Ups arbeiten und fokussieren da anders. Es wird klar auf verwertbare Ergebnisse abgezielt und bei Misserfolg auch schnell neue Wege beschritten. Das müssen dann auch nicht gleich fertige Kraftwerke sein, sondern auch wichtige Fortschritte z.B. in Lasertechnologie oder bei Hochtemperatur-Superleitern bringen uns weiter. Es gibt heute je nach Zuordnung zwischen 45 und 80 Jungfirmen, die sich mit Kernfusionstechnologie beschäftigen. Nach Arthur D. Little haben Fusions-StartUps bis 2024 eine Investitionssumme von weltweit 7,5 Milliarden USD einge-sammelt, für das Jahr 2025 sind 2,6 Milliarden USD dazu gekommen.

Vier erfolgversprechende Start-Ups in diesem Bereich kommen aus Deutschland: Proxima Fusion (München, Ausgründung des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik) und Gauss Fusion (Hanau, enge Kooperation mit europäi-schen Forschungseinrichtungen) arbeiten mit starken Magnetfeldern, um das Plasma einzuschließen. Marvel Fusion (München) und Focused Energy (Darmstadt) nutzen Lasertechnologie. Marvel wurde z.B. vom Handelsblatt als StartUp des Jahres 2025 in der Kategorie Energie ausge-zeichnet. In der letzten B-Finanzierungsrunde wurden insgesamt 113 Mill. Euro an Eigenkapital neu eingesam-melt. Beteiligt an Marvel sind jetzt u.a. die Deutsche Telekom und Siemens Energy Ventures. Ein wichtiger Technologiepartner im Bereich der Hochleistungslaser ist Trumpf, genauso wie für Focused Energy, an denen z.B. auch RWE beteiligt ist. Zuletzt hat das Land Hessen 20 Mio. Euro neu in Focused Energy investiert.

Die Bunderegierung hat für ihren ‚Aktionsplan Fusion‘ im März d.J. nun erste Details veröffentlicht. Demnach sollen drei sogenannte Hubs geschaffen werden: für Magnet-fusion, für Laserfusion und zu Brennstoffkreislauf sowie Materialentwicklung. Das Rennen vor allem zwischen Bayern und Hessen ist auch schon entbrannt, um die Fördermittel oder auch wer es als erster schafft, einen funktionsfähigen Prototypen zu realisieren. Das jetzt durch die Start-Ups Dynamik in die Fusionstechnik kommt ist sicher zu begrüßen. Hoffnungen, dass es bereits in 10 Jahren erste funktionsfähige Anlagen geben könnte,  

Die Kernfusion ist in der Tat eines der (wenigen) Gebiete, in denen wir in Deutschland mit der Weltspitze derzeit mithal-ten können. Die Dynamik und Risikobereitschaft der Start-Ups hilft hier entscheidend. Und der Energiehunger der Weltbevölkerung z.B. auch durch die neuen KI-Rechenzen-tren und die eMobilität wird nicht nachlassen. Hier sollte zumindest keine Option ausgeschlossen werden. Nicht zu vergessen, wenn wir es anderen überlassen würden: Der große Vorteil einer praktisch grenzenlos verfügbaren, umweltfreundlichen Energie würde auch enorme Macht mit sich bringen, die heute immer noch den Produzenten Fossiler Energie zukommt.