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Auf der Landespressekonferenz im Hamburger Rathaus stellten Vertreterinnen und Vertreter aus Hamburg und Schleswig-Holstein nächste Schritte in der Fusionsforschung vor. (v.l.n.r. European XFEL-Direktor Thomas Feurer; Schleswig-Holsteins Ministerin für Allgemeine und Berufliche Bildung, Wissenschaft, Forschung und Kultur Dorit Stenke; Hamburger Senatorin für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung Maryam Blumenthal; DESY-Direktorin Beate Heinemann). Foto: Alexandra Hilscher

Im Rahmen einer Landespressekonferenz am 2. Dezember im Hamburger Rathaus stellten Maryam Blumenthal, Senatorin für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung in Hamburg und Dorit Stenke, Ministerin für Allgemeine und Berufliche Bildung, Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Schleswig-Holstein die Fusionsallianz der Länder Hamburg, Schleswig-Holstein, Bayern, Hessen, Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen sowie die Bestrebungen zum Thema Fusionsforschung aus norddeutscher Perspektive vor. Als Vertreterinnen und Vertreterinnen und Vertreter der Wissenschaft gaben Beate Heinemann, Vorsitzende des DESY-Direktoriums und Thomas Feurer, Vorsitzender der Geschäftsführung des European XFEL einen Einblick in die beiden Großforschungsinfrastrukturen in Schenefeld und der Science City Hamburg Bahrenfeld. 

„Mit European XFEL und DESY verfügen wir im Norden in direkter Nachbarschaft über zwei Großforschungsinfrastrukturen von weltweiter Bedeutung und damit über ideale Voraussetzungen, die Fusionsforschung entscheidend voranzubringen“, sagt Maryam Blumenthal, Senatorin für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung. „Die erneuerbaren Energien bleiben das Fundament unserer Energiewende. Doch um die Energieherausforderungen der Zukunft zu bewältigen, brauchen wir zusätzliche, verlässliche Innovationen. Die Fusionsforschung bietet einen vielversprechenden weiteren Strang – und den treiben wir hier im Norden mit vereinten Kräften voran, für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung von morgen.“ 

Potenzielle klimaneutrale Energiequelle

Als Fusion wird der Prozess bezeichnet, mit dessen Hilfe Sterne und auch unsere Sonne ihre Energie produzieren. Bei den vorherrschenden extremen Temperaturen und Drucken im Inneren von Sternen verschmelzen kleine Atomkerne zu größeren und setzten dabei große Mengen an Energie frei. Könnte dieser Prozess auf der Erde genutzt werden, gäbe es eine ständig verfügbare, grundlastfähige Energiequelle, die kein CO2 und keinen langlebigen radioaktiven Abfall erzeugt, uns geopolitisch unabhängig macht und signifikant in den Wasserstoffkreislauf einspeisen könnte. Zurzeit gibt es mehrere vielversprechende Ansätze, die sich grob in magnetbasierte und laserbasierte Fusion unterteilen lassen. Während Deutschland in der magnetbasierten Fusion mit den beiden Anlagen Wendelstein 7-X in Greifswald und ASDEX in Garchingen bereits weltweit führend ist, besteht in der laserbasierten Fusion noch Nachholbedarf. Letztere erfährt viel Rückenwind, seit 2022 an der National Ignition Facility in den USA zum ersten Mal eine positive Energiebilanz demonstriert wurde. 

Mit dem Röntgenlaser ins Herz der Fusion blicken

Der weltweit größte Röntgenlaser, der European XFEL in Schenefeld bei Hamburg, ist prädestiniert, um fundamentale Prozesse der Fusion zu untersuchen. Insbesondere wollen Forschende am European XFEL dazu beitragen, die kritischen frühen Phasen der Fusionsreaktion zu untersuchen. Seine Experimentieranlagen sind mit leistungsstarken Lasern ausgestattet, die sehr hohe Energiedichten erzeugen, die zur Erzeugung von Plasmen, eines extrem heißen Zustands der Materie, erforderlich sind. Mit den extrem kurzen und intensiven Röntgenlaserblitzen des European XFEL könnten die Forschenden damit Schritt für Schritt die ablaufenden Reaktionen untersuchen. Dies würde äußerst detaillierte Bilder aus dem Inneren von Fusionsversuchen liefern, bis hinunter auf die Ebene der Atome. 

„Fusion ist eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit, die ein wichtiger Baustein für eine klimaneutrale Energiezukunft werden kann“, sagt Beate Heinemann, Vorsitzende des DESY-Direktoriums. „Bei DESY verbinden wir Spitzenforschung in Beschleunigerphysik und Materialwissenschaften mit der Expertise unserer Partner wie dem European XFEL, um entscheidende Fortschritte zu erzielen.“ 

Die Fusionsallianz

Mit der am 31. Oktober unterzeichneten Fusionsallianz sind die sechs Länder einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zum ersten Fusionskraftwerk in Deutschland und Europa gegangen. Im Schulterschluss soll die Technologieentwicklung schnell, effektiv und strategisch abgestimmt vorangebracht werden. Das Ziel: Erforschung, Entwicklung, Bau und Betrieb von kommerziell genutzten Fusionsreaktoren – unter Kooperation von Industrie und Forschung. So soll Deutschland eine weltweit führende Rolle in dieser Zukunftstechnologie einnehmen und eine weitere Energiequelle für die Zukunft erschließen. Die Allianz konzentriert sich auf die beiden aussichtsreichsten Ansätze zur Fusion, die laserinduzierte Trägheitsfusion und die Fusion unter Magneteinschluss. Die parallele Erforschung beider Technologieansätze verteilt dabei technologische Risiken und erhöht die Chance, die wirtschaftlichsten Lösungen für eine zuverlässige Energieversorgung bei unterschiedlichen Einsatzanforderungen zu finden. Die daraus resultierenden Aufgabenpakete für die einzelnen Länder wurden in den gemeinsam unterzeichneten Eckpunkten festgelegt.