Kategorie: Energie

(22.08.21, Spiegel) , Original : hier

Eine Kolumne von Christian Stöcker Diese Woche gab es gleich zwei gute Nachrichten zum Thema Kernfusion. Rettet uns jetzt also doch technische Innovation vor der Klimakatastrophe? Vielleicht – aber nicht so, wie Politiker sich das vorstellen.

Kommerzieller Einsatz der Fusionsenergie dürfte noch Jahrzehnte in der Zukunft liegen

Am 8. August 2021 wurden in der National Ignition Facility der US-Forschungseinrichtung Lawrence Livermore National Laboratory Laserstrahlen mit gigantischer Energie auf ein winziges Kügelchen aus den Wasserstoffisotopen abgefeuert. Das Resultat war, so sieht es das Team dort selbst, »ein historischer Schritt« in der Forschung zum Thema Kernfusion. Deuterium und Tritium verschmolzen zu Helium und setzten dabei eine ungeheure Menge Energie frei – wenn auch noch nicht genug.

In einem winzigen Bruchteil einer Sekunde entstanden mehr als zehn Billiarden Watt Fusionsenergie – das entspräche etwa einem Zehntel aller Sonnenenergie, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Erdoberfläche erreicht.

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Christian Stöcker

Jahrgang 1973, ist Kognitions­psychologe und seit Herbst 2016 Professor an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW). Dort verantwortet er den Studiengang »Digitale Kommunikation«. Vorher leitete er das Ressort Netzwelt bei SPIEGEL ONLINE.

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Sogar skeptische Forscher reagierten optimistisch

Die experimentelle Kernfusionsanlage produzierte so aber immer noch weniger Energie, als dafür investiert werden musste: Die Vernichtung des Kügelchens setzte dem Team zufolge etwa 70 Prozent der Energie frei, die vorher in Form von Laserlicht darauf abgefeuert worden war: 1,9 Megajoule wurden hineingesteckt, 1,3 Megajoule kamen heraus.

Und doch gilt das als spektakulärer Erfolg auf dem Weg zu einer möglichen Zukunft, in der die Menschheit mit der Kraft, die die Sonne selbst am Brennen hält, saubere Energie erzeugen könnte: Bislang hatte die gleiche Anlage gerade mal drei statt jetzt 70 Prozent geschafft. Sogar bislang skeptische Forscher äußerten sich beeindruckt und optimistisch.

Ziel der Fusionsforschung ist es, eine Kernfusionsreaktion zu erzeugen, die so viel Energie freisetzt, dass sie sich anschließend selbst aufrechterhalten kann. Auf Deutsch wird dieser Punkt schlicht »Zündung« genannt: Man hätte gewissermaßen eine Miniatursonne hier auf der Erde zur Verfügung. Eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle, angetrieben mit Wasserstoffisotopen, die kaum radioaktiven Abfall erzeugt. Mehr zum Thema

• Energie der Zukunft: Forscher stehen wohl an der Schwelle der Kernfusionszündung

Positive Nachrichten aus Greifswald

In Europa wird unterdessen an mehreren Standorten an anderen Möglichkeiten geforscht, Fusionsenergie zu erzeugen. Der international finanzierte Forschungsreaktor ITER, ein sogenannter Tokamak-Reaktor in Frankreich, soll Mitte der 2020er-Jahre fertig werden – wird aber frühestens in den Dreißigern wirklich den Betrieb aufnehmen. Er soll ultraheißes Plasma in einer gigantischen Doughnut-Form aus extrem starken Magneten erzeugen und im Zaum halten.

In Greifswald wiederum steht die Anlage Wendelstein 7-X, die nach einem dritten Prinzip funktionieren soll. Sogenannte Stellarator-Reaktoren hatten bislang aber einen gravierenden Nachteil gegenüber Tokamaks: Das Plasma verliert darin zu viel Energie. Auch aus Greifswald aber gab es nun positive Nachrichten: In »Nature« veröffentlichten beteiligte Forscher eine Berechnung, der zufolge »in dem optimierten Magnetfeldkäfig« die Energieverluste des Plasmas »in gewünschter Weise reduziert« sind.

Die Ergebnisse geben der Hoffnung neue Nahrung, dass es mit der Fusionsenergie eines Tages doch klappen könnte – mit Betonung auf »Hoffnung« und »eines Tages«. Der ITER-Chef rechnet damit, dass man sechs oder sieben Minuten feurig fusionierendes Plasma dort frühestens 2035 wird erzeugen können. Kommerzieller Einsatz der Fusionsenergie dürfte noch Jahrzehnte in der Zukunft liegen, wenn sie jemals möglich wird. Zur Einordnung: ITER ist schon seit 2007 im Bau.

Bis ITER anläuft, ist es noch heißer

Das Problem ist: So viel Zeit hat die Menschheit nicht. Nach einem durchgesickerten Entwurf des nächsten Berichtes des Weltklimarates »müsste der globale Ausstoß von Kohlendioxid vor 2025 seinen Höhepunkt erreichen, also spätestens in drei Jahren«, wie die »Tagesschau« berichtet. Und auch damit wäre nur eine Begrenzung auf zwei Grad Erhitzung möglich. Es kann gut sein, dass die Welt schon um 1,5 Grad heißer als zu vorindustriellen Zeiten ist, wenn ITER das erste Mal Plasma produziert. Mehr zum Thema Kernfusionsforschung: Die Zähmung der Sonne Von Susanne Götze

Vor diesem Hintergrund ist das auch im bundesdeutschen Wahlkampf derzeit vor allem von Union und FDP mantrahaft wiederhole Wort »Innovation« zu sehen: Wir brauchen dringend Innovation, wir müssen auch darauf hoffen, dass uns viele gute Ideen retten werden. Aber wir können uns nicht darauf verlassen, und wir haben auch gar keine Zeit dafür.

Selbst die US-Republikaner, die langsam die Leugnung des Klimawandels aufgeben, reden jetzt ständig von »Innovation« und meinen damit: Erst mal weiter Öl und Kohle verbrennen.

Innovation ist im Moment ein politisches Codewort für »Nichtstun«

Was nötig ist, sind drastische, schnelle Reduktionen unseres CO₂- und auch unseres Methanausstoßes. Die erreichen wir nicht mit ominösen »Zukunftstechnologien«, sondern, indem wir so schnell wie möglich unsere Energieversorgung umstellen, weg von Kohle und Öl, hin zu erneuerbaren Energien.

Das entspräche übrigens sogar der Definition von »Innovation«, die deren Erfinder, der Ökonom Joseph Schumpeter, einmal so formuliert hat: Für Schumpeter gehörte nicht nur die Erfindung oder »neue Kombinationen« bestehender Techniken, Systeme oder Ideen zur Innovation, sondern auch deren Durchsetzung am Markt.

Die Durchsetzung erneuerbarer Energien wird gerade hierzulande nicht zuletzt durch Marktversagen verhindert: Nach wie vor werden diejenigen, die fossile Brennstoffe verbrennen, nicht angemessen für die Folgeschäden zur Kasse gebeten. Das nennt man Vergesellschaftung negativer Externalitäten: Wir machen’s kaputt, und ihr bezahlt.

Wie man Innovation fördert

Wenn deutsche Politikerinnen und Politiker Innovation fördern möchten, dann müssen sie vor allem dafür sorgen, dass für CO₂-Erzeugung endlich faire Preise bezahlt werden – und mehr Geld in Forschung stecken. Dann werden die anderen, sauberen Geschäftsmodelle nämlich auf einen Schlag lukrativ – und der Markt, der doch so gut ist, Innovationen den Weg zu bereiten, kann wirklich sein Werk tun. https://spiegel-online-neu-profil.newsletter2go.com/unter-zwei.html

Die Fürsten des Kapitals haben das übrigens, anders als manche deutschen Volksvertreter, längst begriffen. Das zeigt sich an den gigantischen Investitionen, die derzeit in Klimainnovationen fließen: BloombergNEF schätzt, dass 2020 schon 500 Milliarden Dollar in die Energietransformation gesteckt wurden, weit mehr als die Hälfte davon in erneuerbare Energien. In den USA werden dem »Economist« zufolge 2021 60 Milliarden an Wagniskapital in »Climate Tech«-Start-ups investiert. Und einige der größten Private-Equity-Fonds der Welt setzten allein im Juli dieses Jahres Klimafonds im Wert von 16 Milliarden Dollar auf.

Sogar die Oberklimaleugner investieren jetzt

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Buchtip

Das Experiment sind wir: Unsere Welt verändert sich so atemberaubend schnell, dass wir von Krise zu Krise taumeln. Wir müssen lernen, diese enorme Beschleunigung zu lenken.

Herausgeber: Karl Blessing Verlag Seitenzahl: 384 Für 22,00 € Produktbesprechungen erfolgen rein redaktionell und unabhängig.

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Sogar Koch Industries, die Firma, deren Gründer maßgeblich für die jahrzehntelange Leugnung des menschengemachten Klimawandels agitieren ließen, will demnach 350 Milliarden Dollar »langfristiges, geduldiges Kapital« in die Transformation der Energieversorgung investieren.

Der Markt hat längst verstanden, wohin die Reise geht, und auch Investoren haben Kinder. Doch Schumpeters »schöpferische Zerstörung« der fossilen Industrien wird derzeit nicht zuletzt von einer Politik verhindert, die mit allen Mitteln versucht, sterbende Technologien wie Kohlestrom und den Verbrennungsmotor noch ein bisschen am Leben zu erhalten.

Im Moment wird die so oft gepriesene Innovation vielfach nicht gefördert, sondern aktiv verhindert. Um Georg-Ludwig von Breitenbuch zu zitieren, den haushaltspolitischen Sprecher der CDU-Fraktion im sächsischen Landtag: »Jedes zusätzliche Windrad im Land schwächt die Situation der Braunkohle.«

Mit dieser Haltung muss endlich Schluss sein.

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Tip von Ingo

(13.08.21, heise.de) , Original : hier

Die Zeit wird zu knapp, um die internationalen Klimaziele ohne Atomkraft zu erreichen, meint die Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa. Von Andreas Wilkens

Die internationalen Klimaziele sind nach Analysen einer UN-Organisation nicht erreichbar, wenn dabei die Atomkraft ausgeschlossen wird. Atomkraft sei eine kohlendioxidarme Energiequelle, die in den vergangenen 50 Jahren 74 Gigatonnen CO₂-Emissionen vermieden habe, heißt es in einem Bericht der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE). Nur Wasserkraft habe bei der Vermeidung solcher Emissionen eine größere Rolle gespielt.

Während momentan in der UNECE-Region (Europa, Nordamerika und die Länder der ehemaligen Sowjetunion) immer noch mehr als die Hälfte des Stroms mit fossilen Brennstoffen erzeugt werde, seien es 20 Prozent aus Atomkraft; diese wiederum habe 43 Prozent Anteil an der kohlenstoffarmen Stromerzeugung. Nun werde die Zeit knapp, fossile durch nachhaltige Energieträger zu ersetzen, um das Pariser Abkommen und die Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung umzusetzen, ohne die Atomkraft dabei zu berücksichtigen, heißt es in dem UNECE-Bericht.

Dabei verweist die UN-Wirtschaftskommission auf den 2018 veröffentlichten Bericht des Weltklimarats, in dem unter anderem von Szenarien ausgegangen worden sei, in denen die Atomenergieerzeugung bis 2050 durchschnittlich 2,5-mal höher als das heutige Niveau wachsen würde. Die UNECE spricht der Atomkraft das Potenzial zu, mit anderen kohlenstoffarmen Energiequellen verstärkt in einem zukünftigen dekarbonisierten Energiemix eingesetzt zu werden.

“Kostengünstige Option”

Atomkraft ist nach Ansicht der UNECE eine “kostengünstige Option zur Stromerzeugung für viele Teile der Welt”. Kostengünstige Finanzierung und Marktrahmen könnten die Belastung durch hohe Vorabkosten von 5 Milliarden bis 10 Milliarden US-Dollar für große AKW verringern. Zukünftige “Mikroreaktoren” und Small Modular Reactor (SMR) würden wahrscheinlich einfacher zu finanzieren sein. Die UNECE räumt ein, dass die Atomkraft “spezifische Risiken wie radiologische Unfälle und die Entsorgung radioaktiver Abfälle” berge, die vorhergesehen und behandelt werden müssten.

Da AKW nicht nur Strom, sondern auch Wärme produzieren, bieten sie nach Ansicht der UNECE auch Möglichkeiten, energieintensive Industrien zu dekarbonisieren. Es gebe das Potenzial, die kohlenstoffarme oder kohlenstofffreie Stahl-, Wasserstoff- und chemische Produktion zu erhöhen, um schwer zu senkende Sektoren zu dekarbonisieren.

Momentan wird mit Atomenergie laut UNECE in elf Ländern mehr als 30 Prozent des Stroms erzeugt. 20 Länder betreiben derzeit Atomkraftwerke, in 15 Ländern werden neue Reaktoren gebaut oder entwickelt, sieben Länder steigen neu in die Atomkraft ein. Kanada, die Tschechische Republik, Finnland, Frankreich, Ungarn, Polen, Rumänien, die Slowakei, Slowenien, die Russische Föderation, die Ukraine, Großbritannien und die USA haben ausdrücklich erklärt, dass die Atomkraft in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Reduzierung ihrer Emissionen spielen wird.

Skeptisches Deutschland

Belgien und Deutschland haben den Ausstieg aus der Atomkraft für 2025 beziehungsweise 2023 angekündigt. Sie gehören zu den Ländern, die die Risiken nuklearer Zwischenfälle und Unfälle für inakzeptabel halten und die langfristige Entsorgung radioaktiver Abfälle für problematisch halten.

292 Reaktoren sind momentan in der UNECE-Region in Betrieb. Seit 2000 wurden dort aus politischen, wirtschaftlichen oder technischen Gründen über 70 Reaktoren abgeschaltet. Meistens seien diese zumindest teilweise durch Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen ersetzt. Die Internationale Energieagentur und die Internationale Atomenergiebehörde sehen es als dringend für die Bekämpfung des Klimawandels an, gegen die Stilllegung von Atomkraftwerken einzuwirken.

Abstimmung im Original : hier

Drei Hauptklassen der Atomkraft-Technik werden in dem UNECE-Bericht (PDF) aufgeführt: große Gigawattreaktoren, kleine modulare Reaktoren (SMRs) und Mikroreaktoren. Große Reaktoren seien ausgereifte, bereits erhältliche Technologien, meint die UNECE. SMR, wie sie beispielsweise von Bill Gates befürwortet werden, befänden sich in der Entwicklung, näherten sich aber schnell dem kommerziellen Einsatz; eine solche Anlage versorge bereits auf einem Schiff vor der Nordküste Russlands abgelegene Gemeinden. Einige Mikroreaktordesigns könnten innerhalb von fünf Jahren in den USA und Kanada erhältlich sein.

Das deutsche Bundesamt für nukleare Entsorgung hält SMR für problematisch. Um mit SMR weltweit die momentan benötigte elektrische Leistung bereitzustellen, müssten tausend bis zehntausend solcher Anlagen gebaut werden. Dabei seien Fragen zu Sicherheit, Transport, Rückbau sowie zur Zwischen- und Endlagerung, ebenso zur Proliferation bislang ungeklärt.

Laut dem jüngsten Bericht des Weltklimarats hat der weltweite Temperaturanstieg über den Landflächen bereits 1,53 °C erreicht. In den kommenden Jahrzehnten werde die Zahl, Dauer und Intensität von Hitzewellen sowie Dürren nicht zuletzt rund ums Mittelmeer zunehmen, warnen 107 Forscher aus 53 Ländern.