Die Kernfusion galt jahrzehntelang als ewiges Forschungsprojekt mit völlig offenem Zeithorizont. Doch plötzlich kommt Bewegung in den Markt: Aus der Vision wird zunehmend industrielle Realität. Ein regelrechter Wettlauf um die Kommerzialisierung der Fusionsenergie ist entbrannt, angetrieben von Start-ups aus Europa, den USA, Kanada und China. Mittendrin: Deutschland, das sich anschickt, zum globalen Hotspot dieser Zukunftstechnologie zu werden.
Den wohl ambitioniertesten Vorstoß wagt derzeit das Münchner Start-up Proxima Fusion. Die Ausgründung des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) plant gemeinsam mit dem Freistaat Bayern, dem IPP und dem Energiekonzern RWE die erste kommerzielle Fusionsanlage in Bayern. Dafür wurde jetzt ein entsprechendes Memorandum of Understanding unterzeichnet.
Künstlerische Darstellung des zukünftigen Standorts von Proxima Fusions Stellaris, dem ersten kommerziellen Stellarator-Fusionskraftwerk, am früheren Standort des Kernkraftwerks Gundremmingen. Bild: Proxima Fusion
Der bayerische Ministerpräsident Markus Söder sprach in diesem Zusammenhang von einem „Fusionsdoppelpass“:
- Schritt 1: Der Demonstrator „Alpha“: Zunächst soll in Garching, in unmittelbarer Nähe zum IPP, eine Demonstrationsanlage entstehen. Der Bau dieses rund 2 Milliarden Euro teuren Projekts könnte in sechs bis sieben Jahren realisiert werden, mit einer Inbetriebnahme in der ersten Hälfte der 2030er-Jahre. Ziel ist es, erstmals eine positive Energiebilanz zu erreichen – also mehr Energie freizusetzen, als für die Erhitzung des Plasmas aufgewendet werden muss. Finanziert werden soll dies durch eine Public-Private-Partnership, an der sich Bayern mit bis zu 400 Millionen Euro (vorbehaltlich einer Bundesförderung) und private Investoren beteiligen.
- Schritt 2: Das Kraftwerk „Stellaris“: Als Standort für das erste kommerzielle Magnetfusionskraftwerk ist Gundremmingen vorgesehen. RWE baut dort aktuell das stillgelegte Kernkraftwerk zurück und bringt seine Betreibererfahrung sowie die bestehende Infrastruktur, wie etwa Netzanschlüsse, in das Projekt ein.
Zwei Wege zur Energie der Sterne: Magnet vs. Laser
Wissenschaftler arbeiten seit Jahrzehnten daran, Energie aus der Verschmelzung zweier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern zu gewinnen. Dabei haben sich technologisch zwei konkurrierende Lager gebildet:
- Magnetfusion (Stellaratoren & Tokamaks): Bei dieser Technologie wird Wasserstoff auf extrem hohe Temperaturen erhitzt. Um die Verschmelzung zu ermöglichen, wird dieses Plasma in einem Magnetkäfig eingeschlossen. Proxima Fusion und das Konsortium Gauss Fusion setzen auf sogenannte Stellaratoren.
Die weltweit am weitesten verbreitete Variante dieser Technologie ist jedoch der Tokamak, der auch beim internationalen Megaprojekt ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) in Südfrankreich zum Einsatz kommt. Bei einem Tokamak wird das Plasma in einer ringförmigen Vakuumkammer durch ein massives System aus supraleitenden Magnetspulen kontrolliert. ITER wird von 35 Nationen – darunter Europa, die USA, China und Japan – gemeinsam gebaut. Das primäre Ziel der gewaltigen Forschungsanlage ist es zu beweisen, dass ein Fusionsplasma dauerhaft brennen und dabei zehnmal mehr thermische Energie erzeugen kann, als für seine Aufheizung benötigt wird.
- Laserfusion: Eine andere Gruppe von Unternehmen arbeitet mit Hochleistungslasern, um die Kernverschmelzung zu zünden. Auch hier sind deutsche Start-ups ganz vorne mit dabei: Marvel Fusion aus München und Focused Energy aus Hessen wollen auf diesem Weg ans Ziel kommen.
Blick in den experimentellen Kernfusionsreaktor Wendelstein 7-x in Greifswald. Die Anlage hielt bereits ein Plasma aus heißem Wasserstoff für acht Minuten stabil. Foto: MPI für Plasmaphysik / Jan Hosan
RWE agiert in diesem Technologiewettstreit zweigleisig: Der Energiekonzern ist nicht nur bei Proxima Fusion involviert, sondern hat auch mit Focused Energy und dem Land Hessen eine Absichtserklärung unterzeichnet. Ziel ist es, bereits 2035 auf dem Gelände des früheren Atomkraftwerkes in Biblis ein funktionsfähiges Laserfusionskraftwerk zu errichten. Focused Energy arbeitet dafür derzeit an entsprechenden Prototypen.
Der globale Wettlauf: USA und China geben das Tempo vor
Dass in Europa nun aufs Tempo gedrückt wird, liegt auch an den rasanten Entwicklungen im Rest der Welt. Die USA und China investieren massiv und setzen entscheidende Meilensteine:
In den USA gelang Forschenden der staatlichen National Ignition Facility (NIF) im Dezember 2022 ein historischer Durchbruch bei der Kernfusion: Mithilfe stärkster Laser konnten sie erstmals mehr Energie aus einer Fusionsreaktion gewinnen, als sie zuvor hineingesteckt hatten. Parallel dazu treibt die private Wirtschaft das Thema voran: Das Start-up Commonwealth Fusion Systems (eine Ausgründung des renommierten MIT) baut derzeit die Demonstrationsanlage „SPARC“, einen kompakten Tokamak-Reaktor mit neuartigen Hochfeld-Supraleitern. Bereits für die kommenden Jahre ist ein erstes kommerzielles Kraftwerk namens „ARC“ mit einer Leistung von 400 Megawatt geplant.
Auch China drängt mit immensen staatlichen Mitteln an die Spitze der Arbeiten an der Kernfusion. Der chinesische Forschungsreaktor EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) in Hefei hat in den vergangenen Jahren mehrfach Rekorde gebrochen, indem er extrem heiße Plasmen von bis zu 100 Millionen Grad Celsius über viele Minuten stabil halten konnte. Aufbauend auf diesen Erfolgen hat China bereits das Design für den Nachfolger CFETR (China Fusion Engineering Test Reactor) abgeschlossen. Diese Anlage soll die Lücke zwischen Forschungsreaktoren wie ITER und einem kommerziellen Demonstrationskraftwerk schließen.
Warum macht sich Deutschland so große Hoffnungen?
Die Erwartungen an die Kernfusion sind gigantisch, und das aus guten Gründen. Die Industrie wittert in der Fusionsenergie einen potenziellen Milliardenmarkt. Es geht um nichts Geringeres als eine nahezu unerschöpfliche und vergleichsweise saubere Energiequelle. Die Kernfusion ist dabei keine „Atomkraft light“ – sie ist eine CO2-freie Technologie ohne langlebige radioaktive Abfälle und bietet eine hohe Skalierbarkeit.
Dass Deutschland hier eine Führungsrolle beansprucht, liegt an einer einzigartigen Ausgangslage:
- Wissenschaftliche Exzellenz: Mit dem Experiment „Wendelstein 7-X“ am IPP verfügt Deutschland bereits über das internationale Aushängeschild der Stellarator-Forschung. Laut internationalen Investoren ist es daher keine Überraschung, dass die besten Start-ups in diesem Bereich hierzulande ansässig sind.
- Starke Industrie und Lieferketten: Alle Fusions-Start-ups werben damit, dass Deutschland ein herausragendes Netzwerk an Zulieferern bietet. Proxima hat bereits 30 Industrieunternehmen um sich geschart, darunter Schwergewichte wie Bilfinger, Siemens Energy und Trumpf, die teilweise auch die Laserfusions-Konkurrenz unterstützen.
- Politischer Rückenwind: Der Bau des ersten Fusionskraftwerks ist im Koalitionsvertrag der Bundesregierung verankert und wurde in der Hightech-Agenda sowie dem „Aktionsplan Fusion“ bekräftigt. Aktuell läuft eine Ausschreibung für Fördermittel, die private Investoren anlocken soll. Auch Bayern drängt mit einem eigenen „Masterplan Fusion“ und dreistelligen Millioneninvestitionen in die Vorreiterrolle.
Die Vision ist klar formuliert: „Fusionsenergie kann die nächste deutsche Leitindustrie werden“, bringt es Thomas Forner, Co-Gründer von Focused Energy, auf den Punkt. Ob und wann tatsächlich der erste Strom aus einem Fusionskraftwerk ins Netz fließt, bleibt zwar weiterhin offen, doch die Weichen für ein neues Energiezeitalter werden gerade gestellt.