Kernfusion 15. Okt 2021 Von André Weikard

Die Sonne zähmen

Rund 30 Unternehmen arbeiten daran, die Wundertechnologie Kernfusion zu bewerkstelligen. Manche stellen Demonstrationskraftwerke binnen weniger Jahre in Aussicht – und sammeln Milliarden an Investorengeldern ein. Auch ein deutsches Start-up greift nach den Sternen.

Laserstrahlen an der US-amerikanischen Forschungseinrichtung "National Ignition Facility" (NIF) treffen auf eine Deuterium-Tritium-Kapsel und lösen eine Kernfusion aus.
Foto: Don Jedlovec / NIF

Investoren kaufen Geschichten. Und welche wäre besser als diese: Wir konstruieren binnen weniger Jahre ein Kraftwerk, das nahezu unbegrenzt Energie erzeugt. Unabhängig von äußeren Einflüssen wie Wind oder Sonneneinstrahlung. Ohne CO2-Emissionen. Ohne dass dabei große Mengen an radioaktivem Müll entstehen – und absolut sicher. So sicher, dass wir unsere Grundlast-Kraftwerke in der Nähe von Ballungszentren bauen können, sodass nicht einmal Stromtrassen errichtet werden müssen. Kurz: Wir lösen sämtliche Energieprobleme des Planeten, inklusive der Abwehr der Klimakatastrophe.

Es ist die faszinierende Geschichte von der kommerziellen Kernfusion, mit der derzeit eine Reihe von Start-ups die Kapitalmärkte elektrisiert. Denn was für Jahrzehnte als gewaltiges Forschungsvorhaben galt, selbst von Staaten nur in Kooperation zu stemmen, erscheint manchem Wissenschaftler nun in greifbare Nähe gerückt.

Etwa 30 Firmen haben inzwischen Milliarden an Wagniskapital für unterschiedliche technologische Ansätze eingesammelt. 300 Mio. $ sollen es nach Berechnungen der Datenanalysten von BloombergNEF allein im Pandemiejahr 2020 gewesen sein. Unter den Investoren sind prominente Geldgeber wie Jeff Bezos oder Bill Gates. Die Gründungen haben ihren Sitz in den USA, in Großbritannien, Kanada oder Australien – und in Deutschland.

Das Münchner Start-up Marvel Fusion gehört zu denen, die glauben, eine Abkürzung auf dem Weg zur Unendlichenergie gefunden zu haben

2019 von Fintech-Seriengründer Moritz von der Linden und dem Mathematiker und Physiker Karl-Georg Schlesinger gegründet, konnte das Unternehmen bereits „einen mittleren zweistelligen Millionenbetrag“ bei Investoren einsammeln, wie Marvel Fusion gegenüber VDI nachrichten mitteilt.

Moritz von der Linden CEO und Heike Freund COO von Marvel Fusion.
Foto: Quirin Leppert

Skion, die Beteiligungsgesellschaft von BMW-Erbin Susanne Klatten, die sich anfangs in dem Unternehmen engagierte, stieg allerdings Ende 2020 aus. Im April dieses Jahres schied zudem der Chefwissenschaftler des Start-ups, Laser- und Plasmaphysiker Markus Roth von der TU Darmstadt, aus dem Unternehmen aus. Roth ging aber beileibe nicht, weil er an die Umsetzbarkeit der Technologie zweifelte. Im Übrigen auch nicht, um sich wieder intensiv der Forschung zu widmen, wie zunächst kommuniziert wurde, sondern um im Juli dieses Jahres sein eigenes Kernfusions-Start-up, Fo­cused Energy, zu gründen.

Da konnte er noch nicht wissen, dass gerade der technologische Ansatz, den er zunächst mit Marvel Fusion und nun mit seiner eigenen Gründung verfolgt hat, durch den Ausgang eines Experiments großen Auftrieb bekommen würde. Im August nämlich gelang es Wissenschaftlern an der US-Militärforschungsanlage National Ignition Facility (NIF) unter Einsatz der leistungsfähigsten Laser der Welt, eine winzige Kapsel derart mit Energie zu beschießen, dass nicht nur Atome verschmolzen, sondern dabei auch immerhin 70 % der Energie wieder freigesetzt wurden, die von der Anlage benötigt worden war, um den Prozess in Gang zu setzen.

Ein Meilenstein auf dem Weg zur Nettoenergieerzeugung

Der Erfolg überraschte selbst die US-Forscher. Für Markus Roth ein erster Beweis, dass sein technologischer Ansatz funktioniert. „Es war ja so, dass immer wieder die Kritik geäußert wurde, dass man mit den Lasern eine solche Fusion gar nicht zünden könnte. Und dieses ist jetzt widerlegt“, sagte er vor einigen Wochen im Deutschlandfunk.

Es wird Monate dauern, das NIF-Experiment zu wiederholen und die Ergebnisse zu bestätigen. Derzeit spricht aber einiges dafür, dass die drei Grundannahmen Bestand haben, die in der Argumentation der Start-ups dafür sprechen, dass sie tatsächlich in der Lage sein könnten, mit ihrer Methode der „laserinduzierten Trägheitsfusion“ den staatlich finanzierten Forschungsgoliath Iter auszustechen. Sie lauten: Die Lasertechnologie macht nicht nur große Fortschritte, was ihre Leistungsfähigkeit angeht, die Laser verbilligen sich auch Jahr für Jahr drastisch. Zudem sind stärkere Supercomputer in der Lage, bessere Simulationen der Fusion zu berechnen, und zuletzt gibt es in jüngster Zeit mehr Möglichkeiten, die laserbeschossenen Ziele auf Nano-Ebene zu strukturieren, um ideale Voraussetzungen für die Fusion zu schaffen.

Diesen Mix an neuen Möglichkeiten, die bei der Konzeption von Iter noch nicht gegeben waren, will Marvel Fusion kombinieren. Zunächst soll eine bestehende Lasertestanlage aufgerüstet werden, um das Konzept experimentell unter Beweis zu stellen. Bei Erfolg könnte ein eigener Demonstrator bereits 2023, spätestens 2024 den Betrieb aufnehmen, hofft man im Start-up.

Die Standortsuche für das Kraftwerk der Zukunft läuft bereits

Derzeit wird nach einem geeigneten Standort für die Versuchsanlage gesucht. Ein 29 000 m² großes Grundstück im 50 km von München entfernten Penzberg war bereits im Gespräch. Tausende Arbeitsplätze winken der Region in der Bauphase, 360 dauerhaft, sollte jemals eines der Wunderkraftwerke dort den Betrieb aufnehmen. Weitere 2 Mrd. € bis 3 Mrd. € würden investiert, um nach erfolgreichen Tests 2028 ein Prototypenkraftwerk zu errichten, kündigt Marvel Fusion an. Es ist allerdings längst nicht ausgemacht, dass die geplante Anlage in Deutschland errichtet wird. „Wir ziehen deutsche, europäische und außereuropäische Standorte bei unserer Sondierung in Betracht“, heißt es aus dem Unternehmen.

Die Kalkulation des Start-ups beinhaltet nämlich Fördergelder. Rund ein Drittel der Kosten, die Marvel Fusion schon für die Testanlage mit 350 Mio. € beziffert, sollen aus öffentlichen Mitteln stammen. Und ob die jemals fließen, erscheint derzeit ungewisser denn je. Zuletzt beschied das Bundesforschungsministerium, die Technologie gelte in Expertenkreisen als „nicht aussichtsreich“ genug. Der Bund konzentriert seine Förderung auf das internationale Iter-Projekt.

Die Chancen für einen Änderung der Einschätzung haben sich mit dem Ausgang der Bundestagswahl eher verschlechtert. Anton Hofreiter beantwortete eine entsprechende Anfrage im August unmissverständlich: „Wir Grünen lehnen die Kernfusion als zukünftige Energiequelle ab.“ Sie komme für die Energieversorgung der Zukunft „viel zu spät, wenn überhaupt jemals“.

In den USA bewertet man die Situation freilich ganz anders. Dort wurde Ende 2020 von der US-Energiebehörde ein 350 Mio. $ schweres Forschungsprogramm für Fusionstechnologien aufgelegt – zusätzlich zu Iter.

Prominente Mitglieder im wissenschaftlichen Beraterteam

Und auch Marvel Fusion konnte das Ausscheiden des Chefwissenschaftlers Markus Roth kompensieren und jüngst eine Reihe prominenter Köpfe für sein Beraterteam gewinnen. Darunter ist der Franzose Gérard Morou, der für seine „bahnbrechende Erfindungen im Bereich der Laserphysik“ 2018 mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet wurde. Profilierte Mitglieder der Wissenschaftsrats sind darüber hinaus der LMU-Professor Hartmut Ruhl und Siegfried Glenzer, der an der Stanford University Plasmaforschung betreibt.

Marvel Fusion ist beileibe nicht das älteste, finanziell am besten ausgestattete oder am weitesten fortgeschrittene unter den Start-ups, die derzeit nach den Sternen greifen. Oder um genauer zu sein: nach dem Fusionsmechanismus, der in ihrem Inneren wirkt. Doch das Rennen hat erst begonnen. Längst nicht alle der rund 30 Starter werden es ins Ziel schaffen. Womöglich wird es keinem Einzigen gelingen. Abgehobene Ziele, Moonshots, beflügeln aber nicht nur die Fantasie von Wissenschaftlern und Investoren. Sie gelingen auch zuweilen, wie Firmen wie SpaceX jüngst bewiesen haben. Drücken wir diesen Unternehmen die Daumen. Ihr Erfolg wäre ein Erfolg für die gesamte Menschheit.

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