Posted on: 30th January 2013

Dr Francesco Romanelli

“Europa kann nur Schritt halten, wenn es seine Anstrengungen bündelt und pragmatisch an die Entwicklung der Fusionsenergie herangeht“, sagt EFDA-Leiter Dr. Francesco Romanelli.

EFDA, das European Fusion Development Agreement, hat einen Fahrplan herausgegeben, der erläutert, wie bis 2050 Fusionsstrom ins europäische Stromnetz gebracht werden soll. Der Fahrplan teilt den Weg zur Verwirklichung der Fusionsenergie in acht Aufgabenpakete. Für jede der acht Missionen begutachtet er den Stand der Forschung, identifiziert offene Fragen, schlägt ein Forschungs- und Entwicklungsprogramm vor und schätzt die benötigten Finanzmittel ab. Dabei soll die Industrie verstärkt einbezogen und jede Möglichkeit genutzt werden, mit außereuropäischen Partnern zusammenzuarbeiten.

Ziel der Fusionsforschung ist es, die Energiequelle der Sterne – die Verschmelzung von Wasserstoffkernen – auf der Erde nutzbar zu machen. Die in großen Mengen vorhandenen Rohstoffe Deuterium und Lithium machen Fusionsenergie zu einer potentiell unerschöpflichen Energiequelle. Fusionskraftwerke werden keine Treibhausgase oder langlebige radioaktive Abfälle erzeugen. Fusion ist eine sichere Energiequelle, da eine Kettenreaktion unmöglich ist.

Bis heute ist es den Forschern zwar gelungen, Fusionsenergie zu erzeugen; der dazu nötige Aufwand an Energie war jedoch höher als die Energieausbeute. Das internationale ITER-Experiment, das 2020 in Betrieb gehen soll, wird die erste Anlage sein, die einen Netto-Gewinn erreichen kann – 500 Megawatt Fusionsleistung bei einem Aufwand von 50 Megawatt.

Europa nimmt eine führende Rolle in der Fusionsforschung ein und ist ITER-Gastgeber. Daneben wird das Projekt von sechs weiteren Nationen finanziert und später betrieben – ein Zeichen für die wachsenden Erwartungen in die Fusion. China zum Beispiel bereitet ein offensives Forschungsprogramm vor, das Fusionsstrom deutlich vor 2050 nutzbar machen soll. „Europa kann nur Schritt halten, wenn es seine Anstrengungen bündelt und pragmatisch an die Entwicklung der Fusionsenergie herangeht“, sagt EFDA-Leiter Dr. Francesco Romanelli.

Das Budget für die im Fahrplan angeführten Forschungs- und Ingenieurarbeiten zur Verwirklichung der Fusionsenergie entspricht der bereits für das gegenwärtige 7. Europäische Forschungsrahmenprogramm empfohlenen Finanzierung – ohne die Europäischen Aufwendungen für den Aufbau von ITER.

Der Fahrplan erstreckt sich in drei Abschnitten vom kommenden Europäischen Forschungsrahmenprogramm Horizon 2020 (2014 – 2020) über die Jahre von 2021 bis 2030 bis zur Periode zwischen 2031 und 2050.

ITER ist die Zentralanlage des Fahrplans, die die wesentlichen Meilensteine auf dem Weg zu einem Kraftwerk erreichen soll. Daher ist der Großteil der für Horizon 2020 vorgeschlagenen Mittel für ITER und die begleitend arbeitenden Experimentieranlagen bestimmt. Die zweite Periode konzentriert sich auf die Nutzung von ITER und die Vorbereitung eines Demonstrationskraftwerks DEMO, das erstmals Fusionsstrom ins Netz einspeisen wird. Aufbau und Betrieb von DEMO sind Gegenstand der letzten Phase des Fahrplans.

Während der vom Fahrplan beschriebenen Zeit wird sich der Schwerpunkt des Fusionsprogramms von Laboratorien und Wissenschaft zu Industrie und Technologie-Entwicklung verschieben. Der Entwurf, Aufbau und Betrieb von DEMO setzt die umfassende Beteiligung der Industrie voraus, um sicherzustellen, dass die Industrie nach erfolgreichem DEMO-Betrieb den Bau kommerzieller Fusionskraftwerke übernehmen kann.

Über EFDA und das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP)

Das European Fusion Development Agreement (EFDA) ist die Rahmenvereinbarung der Fusionsforschungslaboratorien aus 28 europäischen Ländern und der Kommission der Europäischen Union. Im Rahmen des EFDA-Abkommens wird JET, die größte Fusionsanlage Europas, durch Wissenschaftler der EFDA-Laboratorien betrieben. EFDA ist zudem an der Vorbereitung von ITER beteiligt sowie an den Technologie-Entwicklungen zur Vorbereitung eines Fusionskraftwerks. Mit Ausbildungs- und Stipendienprogrammen unterstützt EFDA zudem junge Fusionsforscher.

Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) ist Unterzeichner des EFDA-Abkommens. Das Institut betreibt in Garching die Fusionsanlage ASDEX Upgrade, die wesentliche Grundlagen für die Planung von ITER erarbeitet hat und auch den Betrieb von ITER vorbereiten und begleiten wird. Im Unterschied zu diesen Anlagen vom Bautyp „Tokamak“ entsteht in Greifswald Wendelstein 7-X, eine Fusionsanlage des alternativen Bautyps „Stellarator“. Wendelstein 7-X ist das Rückgrat der europäischen Stellaratorforschung, der eines der acht Arbeitspakete des Fahrplans gewidmet ist.