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Vom Labor in die Praxis

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Manfred Ronzheimer

Beyond

Vom Labor in die Praxis

7. BeYOND-Industrieforum: Kooperationen in der Kernfusionstechnologie entwickeln

Sonnenwende in Berlin: Dort fand Anfang September im Technologiepark am Humboldthain das 7. Industrieforum von BeYOND unter dem Motto „Vom Labor in die Praxis“ statt. BeYOND (Beryllium Opportunities for New Developments) wurde von der KBHF (Karlsruhe Beryllium Handling Facility), dem KIT (Karlsruher Institut für Technology) und MATERION (früher Brush-Wellman, Ohio/USA) ins Leben gerufen. Ziel ist es, den Dialog zwischen Wissenschaft und Wirtschaft zur Entwicklung der Fusionstechnologie als einer Energieform für die Zukunft zu vertiefen. Das aktuelle Meinungsbild: Die Einstellung zur Kernfusion in Deutschland ändert sich leicht positiv, bedingt durch jüngste wissenschaftliche Erfolge. Und neue Firmen – unter anderem in den USA – sehen in dieser Energiealternative, die das Prinzip der Sonne technisch auf der Erde umsetzt, wirtschaftliche Chancen.

Bild: Pixabay

Bei der Kernfusionstechnologie wird durch das Verschmelzen verschiedener Wasserstoffsorten Energie erzeugt, gleiches geschieht auch in der Sonne.

 

Den Einstieg in das Programm bildete eine Expertendiskussion mit dem Titel „Menschheitsprojekte“. In ihr ging es vor allem um die Fragen, wie im Bereich der Kernfusionsforschung und -technologie Public-Private- Partnerships unterstützt werden können und wie sich „Big Science“-Vorhaben besser managen lassen. An der Diskussion beteiligten sich Prof. Dr. Robert Wolf, Leiter des Bereichs Stellarator-Heizung und -Optimierung am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald; Greg Waltman von der New Yorker G1 Quantum Fund, die Investments in Fusionstechnologien vermittelt; Dr. Philipp Lengsfeld, CDU-Bundestagsabgeordneter und Mitglied im Forschungsausschuss sowie Ariel Davis von der Transferagentur i3 Israel Innovation Interface in Tel Aviv.

Großes Vorbild: die Sonne
Einleitend erklärte Prof. Wolf das Prinzip der Kernfusion, bei der aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewonnen wird. Als großes Vorbild gilt die Sonne, in deren Innern Wasserstoff-Atomkerne zu Helium fusionieren. Von der dabei entstehenden solaren Strahlung, Licht und Wärme, ist auch das Leben auf der Erde essenziell abhängig. In den Fusionsreaktoren werden die Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium fusionieren, die laut Wolf die höchste Reaktionsrate ermöglichen. Aus einem Gramm Brennstoff könnten in einem Kraftwerk 90.000 Kilowattstunden Energie erzeugt werden, was der Verbrennungswärme von 11 Tonnen Kohle entspricht.

Derzeit werden in der internationalen Wissenschafts-Community mehrere technische Reaktorlinien verfolgt. Davon arbeiten zwei, der Tokamak und der Stellarator, mit dem magnetischen Einschlussprinzip. Das Max- Planck-Institut für Plasmaphysik ist das einzige Fusionszentrum weltweit, in dem beide Experimentiertypen untersucht werden: In München-Garching der Tokamak ASDEX Upgrade, in Greifswald an der Ostsee der Stellarator Wendelstein 7-X. Wolf berichtete, dass im Wendelstein 7-X, der weltweit größten Fusionsanlage vom Typ Stellarator, seit Dezember 2015 über 2.000 Plasma-Pulse erzeugt worden seien. Bei den Arbeiten handele es sich um „ein komplexes Wechselspiel zwischen Physik und Technologie“, sagte der Greifswalder Forscher. Die nächsten Entwicklungsschritte seien in der „European Fusion Roadmap“ aufgelistet. Zu den Forschungsprojekten zählt unter anderem die Modellierung und Optimierung gyrokinetischer Turbulenz in Stellaratoren. Dabei handelt es sich um numerische Untersuchungen über Mikroturbulenzen in dreidimensionalen Magnetfeldern, sowie deren Optimierung und Statistik.

Für den Bau des ITER-Tokamaks in Frankreich seien die „Blanket Tests“ zur Abschirmung des Fusionsplasmas von großer Bedeutung. Das Blanket (englisch „Decke“) soll im späteren Fusionskraftwerk die innere Wand des Plasmagefäßes bedecken. Wolf erwähnte, dass China, obwohl Mitglied des ITER-Konsortiums, derzeit mit erhöhtem Tempo eine eigene Reaktortechnik entwickle.

Die Erwartungen der Politik an die Fusionstechnik stellte der Bundestagsabgeordnete Philipp Lengsfeld dar, der in der CDU/CSUFraktion für Wissenschafts- und Forschungspolitik zuständig ist. Die Situation im Bundestag sei davon gekennzeichnet, dass nur sehr wenige der rund 600 Parlamentarier eingehende Kenntnisse über derartige Forschungsthemen besitzen, so wie er, der als Physiker unter anderem Plasmaphysik in Manchester studiert hatte. „Wir sind nur ganz wenige Player und haben wenig Einfluss“, beschrieb Lengsfeld die Möglichkeiten der Forschungspolitik im Bundestag. Hinzu komme, dass es sich beim Fusionsthema „um sehr große Zeiträume jenseits der Legislaturperioden von vier Jahren“ handele.

Positivere Einstellung zur Fusion
Als ein Beispiel für das Fusionswissen der breiten Bevölkerung schilderte Lengsfeld eine Episode aus dem Physik-Unterricht seiner Ostberliner Schule. Als das Thema Kernfusion an der Reihe war, kam die Frage auf, warum die Technik zwar bei der Wasserstoffbombe funktioniere, aber nicht in einem Kraftwerk. Lengsfeld: „Unsere Lehrerin hatte darauf keine Antwort.“ In der Politik, vor allem der Energiepolitik, gebe es in Deutschland eine starke Opposition gegen die Fusionstechnik. Neben der prinzipiellen Ablehnung von atom-bezogenen Formen der Energiegewinnung stelle auch die fortgesetzte Verschiebung der Realisierung einen Kritikpunkt dar: „Kernfusion kommt in 30 Jahren, wird seit 50 Jahren gesagt.“ Lengsfeld forderte daher, dass – neben der strikten Ausrichtung auf wissenschaftliche Exzellenz („cutting edge results“) – im öffentlichen Raum „eine ehrliche Diskussion darüber, was realistisch zu erreichen ist“, geführt werden müsse. Im Projekt ITER müsse zudem eine bessere Governance greifen, damit es nicht weiterhin in die „Klasse der nicht realisierbaren Monsterprojekte“ eingeordnet werde. Nach seiner Wahrnehmung, so der CDU-Politiker, beginne sich in Deutschland die Haltung zur Kernfusion jedoch zu verändern, vor allem bedingt durch die technischen Erfolge in Greifswald.

Ariel Davis stellte das „Start-up-Ökosystem“ dar, das sich in Israel in enger Verflechtung und mit hoher Kompetenz entwickelt habe. Dabei sei es ein Wettbewerbsvorteil, dass „israelische Unternehmen schneller und günstiger“ im Markt agieren können. Aufgabe seines Unternehmens i3 ist es, jungen Technologieunternehmen öffentliche Förderungen und Venture Capital zu verschaffen, wofür unter anderem steuerliche Abschreibungsmöglichkeiten hilfreich seien. „Wichtig ist das Interface zwischen Regierung und den privaten Unternehmen“, erklärte Davis. In Israel funktioniere dieser Kontakt durch die Bedingungen des Landes besonders gut im Verteidigungsbereich, etwa bei der Technologieentwicklung zur mobilen Raketenabwehr („Iron Dome“). Auch bei den ITER-bezogenen Technologien erwartete Davis ein wachsendes Gewicht des Wirtschaftssektors. „Private Firmen können einfach schneller forschen und entwickeln“, war die Erfahrung des Israelis.

US Blickwinkel
Greg Waltman berichtete über aktuelle Investments in die Fusionstechnologie, die von seinem New Yorker Unternehmen G1 Quantum Fund vermittelt werden. Vor sechs Jahren gegründet, beschäftige G1 inzwischen 100 Mitarbeiter und wachse weiter. Zentrale Bedingung sei, „die Marktmechanismen zu verstehen“, betonte Waltman. Für die Fusionstechnik als Investitionsmöglichkeit bedeute dies, „so früh wie möglich auch die wirtschaftlichen Dimensionen dieser Technik klar zu machen“. In diesem Sektor herrsche ein harter Wettbewerb und „etablierte Player“ seien wenig bereit, ihre angestammten Marktanteile abzugeben. Dies müssten auch neue Investoren berücksichtigen, die sich aus dem Silicon Valley in das neue Feld der Fusionstechnik begeben.

Bild: pixabay