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Nachhaltigkeit Atom- und Fusionskraft versprechen unendliche Energie ohne Klimafolgen

Nachhaltigkeit: Atom- und Fusionskraft versprechen unendliche Energie ohne Klimafolgen
Sehen Sie im Video: 2020 war für Europa das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen.




Der Klimawandel macht keine Pause: Das vergangene Jahr war für Europa das wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen. Das teilte der europäische Klimawandeldienst Copernicus in einem Bericht mit. Auch wenn es im vergangenen Sommer weniger extreme Hitzewellen gab als in den vorherigen Jahren, stieg der Temperaturdurchschnitt insgesamt. Besonders warm war es im Nordosten Europas. Auch global zeigt die Temperaturkurve nach oben: 2020 war laut dem Bericht weltweit eines der drei wärmsten aller bisher erfassten Jahre. Der Klimawandeldienst der EU erstellt monatlich Berichte über die Lufttemperatur, das Meereis und den Wasserkreislauf. Er stützt sich auf Daten von Satelliten, Schiffen, Flugzeugen und Wetterstationen rund um den Globus sowie Modellrechnungen.
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Fossilfrei muss nicht natürlich sein. Neue Typen von Atomkraftwerken sollen die Stromproduktion sichern. Im Hintergrund wartet die Fusionstechnik auf ihre Chance, sie verspricht unendliche Energie ohne das Risiko eines Atomunfalls.

Regenerative, nicht fossile Energieträger pflegen ein kuscheliges Öko-Image. Obwohl Talsperren oder Windräder von 200 Metern Höhe Industriebauten sind und eigentlich nicht in eine Öko-Idylle passen. Doch spätestens beim Thema Kernkraft spalten sich die Lager. Unbestritten ist allein, dass hier Strom ohne das Verbrennen fossiler Brennstoffe erzeigt wird. Länder wie Deutschland haben der Kernenergie den Rücken gekehrt, andere Staaten setzten auf einen Mix aus regenerativer Energie plus Kernkraft, um ihre Klimaziele zu erreichen. Und das fällt ihnen weit leichter als den Kernkraft-Nein-Danke-Staaten.

Große Spanne

Die Bandbreite an Visionen ist dabei groß. Das einfachste Modell ist es, die vorhandenen Anlagen zu ertüchtigen und ihn so eine längere Betriebsdauer zu verschaffen. Ein Weg, den etwa Frankreich geht. China wird neue Anlagen wie den CAP 1400 bauen und exportieren, die aber letztlich auf alten Designs beruhen. Der Zukunft scheint aber Kernkraftwerken neuen Typs zu gehören. Ob nun Bill Gates, Rolls Royce oder Rosatom - sie alle verfolgen die Idee, Reaktoren zu bauen, bei denen es bauartbedingt nicht zu einer Kernschmelze kommen kann. Bei einer Störung wird der Prozess von allein unterbrochen.

Außerdem sind diese Reaktoren sehr viel kleiner. Sie müssen nicht auf der Baustelle errichtet werden, sondern werden modulweise in einer Fabrik gebaut werden. Vor Orten werden die Module dann nur noch verbunden. Dadurch erhofft man sich eine weit genauere Fertigung und die Kostenvorteile der Serienproduktion. Auch vor Ort wäre das Kraftwerk keine Großanlage wie heute mehr, sondern ließe sich in einem Gebäude mittlerer Größe unterbringen. Aus Russland kommt dabei eine Spezialität: Rosatom baut schwimmende Atomkraftwerke, de werden dann zu ihrem Bestimmungsort gefahren und müssten dort nur einen "Anschluss" ans Netz bekommen. Die Akademik Lomonossow ist seit Dezember 2019 in der arktischen Hafenstadt Pewek dauerhaft mit dem Netz verbunden und hat im Mai 2020 den kommerziellen Betrieb aufgenommen.

In mehr als 150 Ländern wird am 22. April der "Earth Day" oder "Tag der Erde" begangen, der zum Nachdenken über unseren Umgang mit der Umwelt anregen soll. Die Medien der Bertelsmann Content Alliance, zu denen auch der stern gehört, nehmen den Aktionstag zum Anlass, um unter dem Motto "Packen wir’s an" über Umweltthemen und Klimawandel zu berichten.
In mehr als 150 Ländern wird am 22. April der "Earth Day" oder "Tag der Erde" begangen, der zum Nachdenken über unseren Umgang mit der Umwelt anregen soll. Die Medien der Bertelsmann Content Alliance, zu denen auch der stern gehört, nehmen den Aktionstag zum Anlass, um unter dem Motto "Packen wir’s an" über Umweltthemen und Klimawandel zu berichten.

Traum von der Fusionsenergie

Der Heilige Gral der Kernenergie ist die Fusionstechnik. Sie basiert nicht auf dem Zerfall von Uran, sondern der Verschmelzung von Wasserstoffatomen. Neben den übernationalen Großanlagen wie dem ITER in Frankreich arbeiten mehrere Start-ups an der Technik. Die Großanlagen versuchen, eine kontinuierliche Verschmelzung zu beherrschen, so wie es in der Sonne geschieht. Der ITER etwa ist ein Reaktor vom Typ Tokamak.

Tokamak ist eine russische Abkürzung. Das Bauprinzip stammt aus der UdSSR und wurde schon 1952 entdeckt. In dem donutförmigen Ring soll ein Plasma aus Wasserstoffatomen fließen und von supraleitenden Magneten so verdichtet werden, dass eine Kernfusion eintritt. Heute arbeiten mehrere Anlagen nach dem Tokamak-Prinzip. Weit fortgeschritten ist auch Chinas Reaktor. Die Chinesen erreichten bereits Temperaturen von 100 Millionen Grad Celsius. 2016 gelang es ihnen, 102 Sekunden lang einen Plasmaring zu stabilisieren.

Obwohl die Idee des Tokamak-Reaktors genial einfach ist, sind beim Bau immer wieder große Probleme aufgetaucht. Inzwischen fürchten Experten, dass auf diese Weise nie kommerziell Strom erzeugt werden kann. Denn selbst wenn alle technischen Schwierigkeiten gelöst sind, wären diese Reaktoren so teuer, dass sie nicht mit Strom aus Windkraftwerken konkurrieren können.

Start-ups wie Fusion Light gehen einen anderen Weg. Überspitzt gesagt steht hier nicht die Sonne Pate, sondern die Wasserstoffbombe. Fusion Light will keine kontinuierliche Fusion imitieren, sondern eine Abfolge von kleinen "Explosionen". Der für die Fusion nötige Druck wird durch einen Zusammenprall von Teilchen erzeugt. Die ganze Anlage kann daher wesentlich kleiner und weniger aufwendiger ausfallen als große Versuchsreaktoren. Das Prinzip wurde in Oxford 2012 erstmals demonstriert, es funktioniert also im Prinzip. Als nächsten Schritt soll in einem Demonstrator der Beweis erbracht werden, dass auf diese Weise mehr Strom erzeugt werden kann, als die Anlage zum Start benötigt. Gelingt einem Start-up wie Fusion Light der Durchbruch, könnten sehr schnell vergleichsweise kleine Fusionskraftwerke gebaut werden.

CO₂free - Diese App zeigt Ihnen wie sehr Ihr digitales Leben zum Klimawandel beiträgt und hilft Ihnen den gesamten digitalen Lebensstil nahezu klimaneutral zu machen.
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Mit oder ohne Atomkraft

In Deutschland wurde der Kernkraft der Stecker gezogen. Weltweit sieht das ganz anders aus. Um die Klimakrise zu bewältigen, werden neue Kraftwerke gebaut. Sie werden die Rolle übernehmen, die heute Gas- und Kohlekraftwerke im Verbund haben. Sehr wahrscheinlich werden in Serie gefertigte Mini-Atomkraftwerke neuen Typs dabei eine wichtige Rolle spielen.

Auf einen Durchbruch in der Fusionstechnik kann man sich nicht verlassen. Auch wenn die klassische Methode, wie sie im ITER erprobt wird, funktionieren und bezahlbar sein sollte, dürfte mit dem kommerziellen Einsatz nicht vor 2050 gerechnet werden. Sollte eines der innovativen Start-ups in diesem Bereich Erfolg haben, könnte der kommerzielle Einsatz sehr viel früher erfolgen. Fusion Light rechnet mit dem Jahr 2030.


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