»Es geht um die Wirtschaftlichkeit des gesamten Energiesystems«

Asdex Upgrade ist heute der wichtigste Tokamak in Europa – vor allem, weil er bereits wie ITER mit einer Wand aus Wolfram ausgestattet ist und eine sehr hohe Heizleistung erreicht. Damit können wir unter realitätsnahen Bedingungen zentrale Fragen für ITER und spätere Kraftwerke untersuchen. Die Anlage ist kleiner als JET, aber in der Kombination von Heizleistung, Diagnostik und Wandmaterial weltweit führend. Für alle weiteren Fragen haben wir JT-60SA.

Und wie ist das bei den Stellaratoren: Haben Sie die guten Ergebnisse von Wendelstein 7-X so erwartet? Oder hat das die theoretischen Vorhersagen sogar übertroffen?

Grundsätzlich haben wir tatsächlich erwartet, dass Wendelstein 7-X ein Erfolg wird. Aber in der Forschung ist es nie selbstverständlich, dass Theorie und Praxis so gut zusammenpassen. Es bestanden durchaus Unsicherheiten, denn einige Effekte lassen sich noch nicht exakt vorhersagen. Umso schöner ist es, wenn ein so komplexes System, an dem Hunderte Spezialisten jahrelang gearbeitet haben, tatsächlich das liefert, was man sich erhofft hat.

Welche Resonanz spüren Sie international auf die Ergebnisse von Wendelstein 7-X?

Die Begeisterung für Wendelstein 7-X ist riesig. Zahlreiche Fusionsunternehmen aus der Startup-Szene gründen ihr Konzept ausdrücklich auf Wendelstein 7-X. Das gilt auch für die beiden auf Magnetfusion spezialisierten Firmen in Deutschland – Proxima Fusion und Gauss Fusion –, die sich wegen Wendelstein 7-X für das Stellarator-Prinzip entschieden haben. Diese Begeisterung spüren wir übrigens auch bei interessierten Laien. Wir empfangen jedes Jahr etliche Tausend Besucher, die die Maschine sehen wollen. Manche reisen extra aus dem europäischen Ausland an, um eine Führung bei Wendelstein 7-X zu erleben.

Halten Sie es für möglich, dass Stellaratoren auf dem Weg zum Kraftwerk den jahrzehntelangen Vorsprung von Tokamaks bald wettmachen könnten?

Es kann gut sein, dass es zuerst ein Tokamak-Kraftwerk geben wird – wenn ich eine Vermutung äußern soll, wohl am ehesten in China. Aber Stellaratoren haben das Potenzial, die ökonomischeren Kraftwerke zu werden.

China investiert derzeit stark in Tokamaks. Sind diese auch für die internationale Forschung zugänglich? Oder arbeitet man dort an eigenen Fusionsreaktor-Linien, ohne die wissenschaftliche Community an den zentralen Ergebnissen teilhaben zu lassen?

China hat das europäische Forschungskonsortium EUROfusion dazu eingeladen, sich am Forschungsplan des BEST-Tokamaks in Hefei zu beteiligen. Im Bereich der Grundlagenforschung gibt es für uns also durchaus Möglichkeiten zur Kooperation. Ob das später auch für die Technologieentwicklung gilt, bleibt abzuwarten.

Wie sieht es in den USA mit der Fusionsforschung aus? Ist diese inzwischen bereits stark von Start-ups getrieben oder erfolgt wesentliche Forschung immer noch an staatlichen Instituten?

In den Vereinigten Staaten ist das Bild sehr vielfältig. In der staatlich geförderten Magnetfusion gibt es den Tokamak DIII-D, der ungefähr die gleiche Größe wie unser Asdex Upgrade besitzt. Auf dem Gebiet der Laserfusion ist natürlich das kalifornische Lawrence Livermore National Laboratory führend, an dem der bisherige Energierekord gelang. Gleichzeitig stammt mehr als die Hälfte der über 30 Fusions-Start-ups aus den USA – darunter auch das mit drei Milliarden Dollar finanzkräftigste, mit dem unser Institut übrigens kooperiert: die Firma Commonwealth Fusion Systems aus Massachusetts.

Und wie ist die Situation in Frankreich und Großbritannien?

Frankreich ist schon deshalb bedeutend, weil dort mit ITER unweit von Aix-en-Provence das weltweit wichtigste Tokamak-Experiment entsteht. Trotz Verzögerungen beim Bau und innovativer Konzepte anderswo gilt weiter: Es gibt wichtige Fragen auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk, die sich nur mit ITER beantworten lassen. Großbritannien hat ein sehr ehrgeiziges eigenes Fusionsprogramm gestartet und will bald ein eigenes Kraftwerk bauen. Dort wird stark in Technologieentwicklung und Materialforschung investiert, was wir sehr spannend finden und wovon wir sicher auch alle profitieren werden.

Die Laserfusion hat einige Schlagzeilen hervorgebracht, ist aber technologisch deutlich weniger ausgereift als die anderen Fusionskonzepte. Wie schwierig ist der Weg, der hier noch bis zu einem Kraftwerk zu gehen ist?

In der Magnetfusion sind wesentliche Konzepte für ein Kraftwerk bereits in den vergangenen Jahrzehnten entwickelt worden. Die grundsätzlichen nächsten Schritte sind bekannt. Bei der Laserfusion gibt es dagegen deutlich mehr offene Fragen – sowohl in der Plasmaphysik als auch bei der Lasertechnologie sowie der Entwicklung eines Gesamtkonzepts für ein Kraftwerk. Wir messen den Reifegrad mit dem „Technological Readiness Level“ – und da liegt die Magnetfusion tatsächlich deutlich vorn.

Die Energiewirtschaft der Zukunft soll auf erneuerbaren Energien beruhen. Zum Glück werden Solaranlagen, Windkraftwerke und auch Batteriespeicher ja immer günstiger. Kann ein Fusionskraftwerk in etwa 20 Jahren überhaupt noch wirtschaftlich sein? Und welchen Mehrwert kann die Fusionskraft künftig für die Gesellschaft bringen?

Studien prognostizieren, dass der Bedarf an elektrischer Energie in den nächsten Jahrzehnten weiter deutlich steigen wird. Den rasant wachsenden Stromhunger durch die Nutzung von Künstlicher Intelligenz hatten wir zum Beispiel vor wenigen Jahren überhaupt noch nicht auf der Rechnung. Ich denke, dass wir in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts alle CO₂-neutralen Energiequellen gleichermaßen brauchen werden, um die Wettbewerbsfähigkeit unserer Volkswirtschaft zu sichern und den Bedarf an Energie zu decken. Es geht um die Wirtschaftlichkeit des gesamten Energiesystems. Dabei ist die Fusionsenergie insbesondere zur Deckung der Grundlast geeignet, weil sie anders als Photovoltaik und Windkraft zuverlässig kontinuierlich elektrischen Strom liefern kann. In Zeiten mit viel Wind und Sonne kann sie synthetische Kraftstoffe wie Wasserstoff herstellen.

Wie problematisch ist der radioaktive Müll von Fusionskraftwerken? Wegen der starken Neutronenstrahlung fallen ja größere Mengen an aktivierten Materialien an.

In Fusionskraftwerken entsteht eine signifikante Menge leicht- und mittelradioaktiver Materialien. Diese stellen ein viel geringeres Risiko für die Umwelt und die menschliche Gesundheit dar als die hochradioaktiven Materialien aus Kernkraftkraftwerken, die nach deutschem Standortauswahlgesetz für eine Million Jahre sicher gelagert werden müssen. Die Strahlung der Fusionsabfälle nimmt im Vergleich dazu deutlich schneller ab. Übrigens ist bei Fusionskraftwerken anders als bei Kernspaltungsreaktoren eine unkontrollierte Kettenreaktion ausgeschlossen. Denn das Plasma erlischt sofort, wenn sich seine Parameter außerhalb des gewünschten Bereichs bewegen.

Was erhoffen Sie sich persönlich für die nächsten Jahre von der Fusionsforschung – und was von der Politik?

Wir wollen die weltweit führende Stellung Deutschlands auf dem Gebiet der Stellaratoren nutzen, um diese Technologie hierzulande bis zum ersten Stellarator-Kraftwerk der Welt weiterzuentwickeln. Dazu wünschen wir uns von der Politik, dass sie es uns ermöglicht, einen Stellarator der nächsten Generation zu bauen, mit dem wir die noch bestehenden physikalischen Fragen auf dem Weg zu einem Kraftwerk beantworten können. Außerdem brauchen wir eine Regelung für den Bau und den Betrieb von Kernfusionskraftwerken.