Bald kein Öl mehr
19.05.2005 um 07:03
Hier noch ein Artikel der Zeit zu diesem Thema.
Hickhack um Tokamak
Die Physiker starten ihr erstes Weltprojekt: Einen 4,5 Milliarden Euro teuren Fusionsreaktor. Frankreich, Spanien, Kanada und Japan wollen das Musterkraftwerk ins Land holen. Deutschlands Beteiligung entzweit die rot-grüne Koalition
Von Max Rauner
Alexander Bradshaw ging noch zur Schule, als der Daily Mirror im Jahr 1958 ein Foto von Ozeanwellen auf der Titelseite druckte. Die Schlagzeile brannte sich ihm ins Gedächtnis ein: Energie aus dem Meer für Milliarden Jahre. Durchbruch in der Kernfusion!, schwärmte das Boulevardblatt. In zehn bis zwanzig Jahren könne man Strom mittels Verschmelzen von Wasserstoffkernen erzeugen, glaubten die Physiker damals. © ZEIT-Grafik
Heute ist Bradshaw 58 Jahre alt, Physikprofessor, und noch immer speist kein Fusionskraftwerk Strom ins Netz. Die Fusionsforscher haben ein Imageproblem. Wie der Esel, der nach der Mohrrübe giert und sie nie zu fassen kriegt, scheinen sie ihrer Vision hinterherzulaufen. Doch jetzt schenken die großen Industrienationen ihnen einen gigantischen Versuchsreaktor: den International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter). Bradshaws Job ist es, bei den Iter-Verhandlungen die Fahne der deutschen Fusionsforschung hochzuhalten. Als Chef des Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Garching ist er deren oberster Lobbyist.
Iter ist das erste Weltprojekt der Physiker, politisch vergleichbar mit der Internationalen Raumstation. Europa, Russland, China, Japan, Kanada und die USA beteiligen sich an der Megamaschine. Nach 20 Jahren Vorbereitung gehen die Verhandlungen über den Standort jetzt in die letzte Runde. 4,5 Milliarden Euro soll Iter kosten und endlich den Beweis erbringen, dass die Kernfusion praktisch nutzbar ist. Anschließend wollen die Forscher das erste Demonstrationskraftwerk bauen. „Wenn alles nach Plan läuft, haben wir um das Jahr 2055 Strom aus der Kernfusion“, freut sich Bradshaw.
Schröder fördert die Fusion, die Grünen bekämpfen sie
Japan, Frankreich, Spanien und Kanada wollen Iter zu sich ins Land holen. Bis Ende des Jahres soll feststehen, wer den Zuschlag bekommt. 2006 könnte der Bau beginnen, 2014 der Betrieb. Deutschland würde sich über den EU-Haushalt an Iter beteiligen – unverbindlich im Gespräch sind 400 bis 500 Millionen Euro, verteilt auf acht bis zehn Jahre. Doch bei den Grünen und einigen SPD-Abgeordneten regt sich Widerstand. Nach dem Ausstieg aus der Kernkraft fordern sie nun den Ausstieg aus der Kernfusion und streiten mit der Regierung um den Kurs in der Fusionsforschung. Schröder fördert sie, die Grünen bekämpfen sie, die Öffentlichkeit ignoriert sie. Der innerdeutsche Streit weist über die Kernfusion hinaus: Er offenbart die Konzeptlosigkeit, mit der die rot-grüne Regierung Energieforschung fördert. Die Devise lautet: Weder Fisch noch Fleisch. Bei vegetarisch belegten Brötchen debattierten Solarfreunde und Fusionsfans, Parlamentarier und Regierungsvertreter Anfang Mai im Bundesforschungsministerium über den Energiemix der Zukunft – und vertagten sich.
Für den Bau von Iter sind deutsche Befindlichkeiten indes kein Hindernis. Im Januar verkündete Chinas Forschungsminister Xu Guanhua, China werde sich an Iter beteiligen. Kurz darauf gab auch George W. Bush bekannt, die USA würden mitmachen. Beide Länder wollen jeweils rund zehn Prozent der Baukosten tragen. Die Verhandlungen um den Standort wurden zwar wegen der SARS-Epidemie zunächst verschoben, doch hinter den Kulissen wird längst gefeilscht. Die Amerikaner favorisieren den Standort Vandellòs bei Barcelona – als Dank für die spanische Beteiligung am Irak-Krieg, mutmaßen die einen, aus Furcht vor französischer Rüstungsforschung, behaupten andere. Um ein Zerwürfnis zu vermeiden, wollen die Europäer bis zum Herbst eine Vorentscheidung fällen und sich zwischen Frankreich und Spanien entscheiden. IPP-Chef Alexander Bradshaw leitet eine Komission für diese heikle Aufgabe. Gelingt dies, hat Iter gute Chancen, nach Europa zu kommen. Denn das kanadische Angebot gilt als halbherzig, weil Kanada kaum Geld dazulegen will. Und Rokkasho in Japan ist schwer zugänglich. Bradshaw guckt fragend die IPP-Sprecherin an, als er den Namen aussprechen soll.
Auch der deutsche Bundestag wird bald über die Kernfusion diskutieren. Die CDU/CSU-Fraktion will die Regierung auffordern, einen Standort für Iter anzubieten. Doch das ist innenpolitisches Geplänkel – der Bewerbungsschluss ist längst verstrichen. Deutschland gilt nach Kalkar, Wackersdorf und dem Genehmigungs-Hickhack um den Münchner Forschungsreaktor FRM II (ZEIT Nr. 46/02) als verbrannte Erde und kam nie ernsthaft als Gastgeberland infrage. Auch das Gesetz zum Atomausstieg ist nicht gerade ein Standortvorteil.
Dabei hat die Kernfusion mit Kernspaltung wenig gemein. Es gibt keine Brennstäbe, die sich bei einer unkontrollierten Kernschmelze erhitzen könnten. Das Herz von Iter gleicht einem haushohen Reifen aus Spezialstahl. In seinem Innern wird ein Gas aus Wasserstoff – genauer: die Wasserstoff-Isotope Deuterium und (radioaktives) Tritium – auf knapp hundert Millionen Grad aufgeheizt. Dabei lösen sich die Elektronen von den Atomkernen, es bildet sich ein Plasma. Starke Magnetfelder halten das heiße Gas von den Wänden fern. Treffen zwei Atomkerne mit hoher Geschwindigkeit aufeinander, fusionieren sie zu einem Helium-Atomkern. Dabei wird viel Energie frei. Diese Fusionsenergie lässt auch die Sonne brennen, in irdischen Kraftwerken soll sie eines Tages Wasser erhitzen und Strom erzeugende Turbinen antreiben.
Das alles ist ungefährlich, beteuern die Forscher. Bei der kleinsten Störung erlischt das Fusionsfeuer. Selbst wenn durch ein Erdbeben das radioaktive Tritium in die Luft entweichen würde, müsste man im ungünstigsten Fall wenige Quadratkilometer evakuieren, versichert Bradshaw. Nach zehn Tagen hätte sich das leichte Gas verflüchtigt. Doch für Fusionsgegner ist das kein Trost. Denn die Reaktoren sind groß und teuer, und radioaktiven Abfall gibt es auch: Wenn zwei Wasserstoffatome verschmelzen, erzeugen sie außer dem Helium-Kern auch ein Neutron, das mit hohem Tempo davonschießt. Beim Durchqueren der Stahlwand stößt es mit Metallatomen zusammen und verwandelt manche in radioaktive Isotope mit einer Halbwertszeit von einigen Jahren. Nach dem Betrieb sind bis zu 100000 Tonnen Stahl kontaminiert – herzlich willkommen im deutschen Endlager-Diskurs. Nach ein paar Jahrzehnten ist der Stahl ungefährlich, sagen die Physiker. Das ist immer noch viel zu lange, meint der forschungspolitische Sprecher der Grünen, Hans-Josef Fell, einer der schärfsten Kritiker der Kernfusion.
Wie so oft fehlen unabhängige Experten. Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag hat im vergangenen Jahr versucht, die Kernfusion zu bewerten – und kapituliert. Es bleibe die zentrale Herausforderung, „unabhängigen Sachverstand aufzubauen und einen breiten gesellschaftlichen Diskurs zu organisieren“, heißt es im Abschlussbericht – „dies ist keine einfache Aufgabe“. Wohl wahr.
Für die Physiker ist Iter die letzte Chance, den Ruf der Kernfusion als saubere Energiequelle der Zukunft zu retten. Mit dem Fusionsofen wollen sie nachweisen, dass das Plasma fünf Minuten lang brennen kann. In den bisherigen Experimenten erlischt das Feuer schon nach wenigen Sekunden. Aufheizen muss man die Atome auch bei Iter, doch bei 50 Megawatt Heizleistung soll das Zehnfache an Fusionsleistung frei werden – so viel wie von einem kleinen Kernkraftwerk. Strom erzeugen will man noch nicht, obwohl das die Öffentlichkeitsarbeit erheblich vereinfachen würde. Erst das nachfolgende Demonstrationskraftwerk Demo würde die Fusionsenergie als Stromquelle nutzen.
Für ein solches Projekt gaben Ronald Reagan, François Mitterrand und Michail Gorbatschow den Anstoß, 1985. Wie weit es vierzig Jahre später gediehen sein soll, zeigt der Plan auf dem Schreibtisch vor Alexander Bradshaw. Das Jahr 2025 ist mit einem roten Kreis markiert, dem decision point. „Dann müssen wir entscheiden, ob wir überhaupt weitermachen und Demo bauen.“ Dabei neigt der groß gewachsene Physiker den Kopf nach vorn, als müsse er die vergangenen 50 Jahre schultern.
Es ist typisch, dass ein gebürtiger Engländer die Fusionsforschung in Deutschland anführt. Die Briten mögen die Fusion, in der Nähe von Oxford betreiben sie den europäischen Forschungsreaktor Jet. Bradshaw lobt die Kernfusion als „schier unerschöpfliche, also quasi erneuerbare Energiequelle“. Deutschen Umweltfreunden dagegen ist die Kernfusion so suspekt wie die Kernkraft. Die Grünen halten sie für eine nukleare Energie, aus der Deutschland laut Koalitionsvertrag aussteigen muss. Nuklear oder erneuerbar – der Streit um die Fusion ist auch ein Streit um Definitionen.
Die Situation ist paradox: Das IPP, zu dem auch eine Zweigstelle in Greifswald gehört, ist mit 1000 Mitarbeitern eines der größten Forschungsinstitute für Kernfusion weltweit und das größte in Europa. Und doch behandelt Bundesforschungsministerin Edelgard Bulmahn diese Forschung wie ein ungeliebtes Kind, um den grünen Partner nicht zu vergrätzen. Bei den Beratungen zum EU-Haushalt versuchte sie vor der letzten Bundestagswahl, die vom EU-Parlament gewünschte Erhöhung der Alimente zu verhindern. Zuvor war Bundeskanzler Schröder nach Greifswald gereist und hatte den versammelten Physikern und Ingenieuren zugerufen: „Sie als Wissenschaftler halten mit Ihren Arbeiten die langfristige Option Fusionsenergie offen.“
Ironischerweise steht sogar das Hauptquartier des Iter-Projekts in Deutschland. In Sichtweite von Bradshaws Büro leitet der kräftige Franzose Robert Aymar einen 32-köpfigen Planungsstab. Aymars Stimme klingt heiser, als hätte er seit Jahren ununterbrochen auf Politiker und Journalisten eingeredet. „Wir stehen vor zwei Herausforderungen,“ erklärt er, „wir müssen zeigen, dass Fusionsenergie funktioniert und dass sie sich rechnet.“
Unerschöpfliche Energiequelle oder Fass ohne Boden?
Das theoretische Potenzial jedenfalls ist enorm. Ein Fusionskraftwerk, das so viel Energie erzeugt wie ein großes AKW, verbrennt nur 20 Gramm Tritium pro Stunde. Der Brennstoff für ein Jahr passt in einen Lastwagen. Mit 1000 Tonnen Deuterium und Tritium jährlich könnte man den Weltenergiebedarf decken. Und das alles ohne CO2-Ausstoß und mit fast unbegrenzten Reserven – Deuterium kommt aus dem Meer, Tritium wird aus Lithium gewonnen, und Lithium gibt es zuhauf. Doch das sind Zahlenspiele.
In der Praxis stehen die Physiker vor ganz profanen Herausforderungen: Erstens müssen sie ein kompliziert verdrilltes Magnetfeld erzeugen, das die Atome lange genug gefangen hält. In Greifswald experimentiert man mit supraleitenden Magnetspulen, krumm wie Achterbahnen, schwer wie zehn Elefanten. Iter, Jet und das Garchinger Experiment setzen dagegen auf das „Tokamak“-Prinzip. Dabei wird ein Teil des Magnetfelds von einem elektrischen Strom im Plasma erzeugt. Die zweite große Hürde ist die Hardware. Die Forscher brauchen einen Stahl, der trotz der Hitze und des Dauerbeschusses mit Atomkernen und Elementarteilchen nicht versprödet. Im Iter-Reaktor wird noch ein Spezialstahl verwendet, der auch in Kernkraftwerken zum Einsatz kommt. Um bessere Legierungen zu entwickeln, planen die Physiker eine neue Neutronenquelle für 600 Millionen Euro.
Für den grünen Bundestagsabgeordneten und ehemaligen Physiklehrer Hans-Josef Fell ist das ein Fass ohne Boden: „In die Utopie Kernfusion ist 50 Jahre Geld geflossen – mit dem Ergebnis null. Und jetzt soll noch mal 50 Jahre Geld fließen mit dem Ergebnis ungewiss.“ Deutschland solle aus Iter aussteigen und die Kernfusion auf Sparflamme zurückfahren, fordert er. Tatsächlich haben es die Fusionsforscher stets meisterhaft verstanden, ihre Geldquellen vor Neidern zu schützen, etwa durch den unkündbaren Euratom-Vertrag. Ihre Fördermittel unterliegen nicht dem Wettbewerb, dem andere Wissenschaften sich stellen müssen.
Vier Ministerien wurschteln an visionsloser Energieforschung
Doch ganz so fruchtlos, wie Fell behauptet, war die Forschung der letzten Jahrzehnte nicht. Am britischen Jet-Labor sind die Physiker nicht mehr weit entfernt von der Zündung eines selbstständig brennenden Plasmas. Zwei Drittel der Heizenergie für Jet kommen als Fusionsenergie zurück, das ist nah am Break even. Iter soll zehnmal mehr Energie erzeugen, als man zum Heizen hineinsteckt.
Doch wie viel Geld ist der Regierung diese Forschung wert? Der Bund investiert in diesem Jahr 130 Millionen Euro in die deutsche Fusionsforschung, ein Teil davon fließt über Brüssel. Die Erforschung erneuerbarer Energien wird mit 120 Millionen Euro gefördert. Es gibt gute Gründe, die Erneuerbaren zu stärken, und es gibt gute Gründe, die Kernfusion weiter zu fördern. Der ehemalige Hamburger Umweltsenator Fritz Vahrenholt, der bei Shell die Solarforschung leitete und jetzt einem Windkraft-Unternehmen vorsteht, plädiert leidenschaftlich für mehr Weitsicht: „Wir dürfen nichts außen vor lassen, was weniger CO2 bringt.“ Dazu gehöre auch die Fusion. „Wenn diese Regierung die Fusion kaputt macht, kann ich sie nicht mehr wählen“, sagt er. „Energieforschung gehört auf die Agenda 2010, nicht Erbschaftssteuern.“ Sein Vorschlag: Macht den Kuchen größer.
Mehr Geld für die Energieforschung forderte vor vier Jahren auch der Wissenschaftsrat. Eine Erhöhung des Budgets um 30 Prozent mahnten die Experten an. Der von der Bundesregierung beauftragte Beirat Globale Umweltveränderung wünscht sich in seinem soeben veröffentlichten Gutachten Energiewende zur Nachhaltigkeit sogar eine Verzehnfachung bis 2020.
Die traurige Wirklichkeit ist: Mehr Geld gibt es nicht. Noch trauriger stimmt, dass die rot-grüne Regierung keine Vision hat. Vier Ministerien wurschteln vor sich hin. Die Erforschung erneuerbarer Energien wie Windkraft, Solarzellen und Wasserkraft koordiniert das Bundesumweltministerium. Wer dagegen aus Kuhfladen oder Raps – „nachwachsenden Rohstoffen“ – Energie gewinnen will, schreibt an das Ministerium für Verbraucherschutz. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) wiederum finanziert die Fusionsforschung – aber auch Umweltforschung. Außerdem kann man dort Fördermittel aus einem ominösen Topf für die „Vernetzung von erneuerbaren Energien“ bekommen, etwa für die Serienfertigung von Solarzellen. Und die Krone von allem, die programmatische Ausrichtung der Energieforschung, trägt das Bundeswirtschaftsministerium. Hoffentlich weiß das Wolfgang Clement.
Immerhin haben Gespräche über das im Koalitionsvertrag angekündigte Energieforschungsprogramm begonnen. Die Bundesregierung sollte sich dabei ein abgewandeltes Motto aus dem Wahlkampf zu Herzen nehmen: Deutschland braucht keine linke und keine rechte, sondern eine moderne Forschungspolitik. Die USA haben vorgemacht, wie es gehen kann. Als die Kosten für den ersten Iter-Entwurf bei acht Milliarden Euro lagen, stiegen die Amerikaner aus. Dem Kongress war das zu teuer, US-Physiker zweifelten am wissenschaftlichen Programm. Und plötzlich bewegte sich etwas. Der Rest der Fusions-Community ging in Klausur und präsentierte einen abgespeckten Reaktor für den halben Preis. Das neue Design namens Iter-Feat (Fusion Energy Advanced Tokamak) überzeugte auch die Amerikaner. Sie stiegen wieder ein, obwohl die Anlage nicht im eigenen Land gebaut wird.
Ob Iter-Feat eines Tages als Einstieg in den Fusionsstrom gefeiert oder als letztes Zucken der Fusionsphysiker belächelt wird, steht in den Sternen. Am Namen soll es jedenfalls nicht liegen. Eine der ersten Fusionsanlagen nannten die Physiker noch Perhapsatron (Vielleichtmühle). Das Akronym Iter heißt lateinisch „Weg“. Und Feat lässt sich mit „Heldentat“ übersetzen – oder mit „Kraftakt“.
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lg Kikuchi
Wirf deine Gedanken wie Herbstblätter in einen blauen FLuss. Schau zu, wie sie hineinfallen und davontreiben, und dann:
Vergiss sie!
[Zen Weisheit]
