Das von Microsoft-Gründer Bill Gates unterstützte Start-up-Unternehmen Type One Energy will in Europa die Technologie des Fusionsreaktors vorantreiben. Mit Partnern plant es den Bau eines ersten kommerziellen Fusionsreaktors in Großbritannien, der schon etwa zur Mitte des nächsten Jahrzehnts fertiggestellt sein könnte. Type One Energy hat dazu mit dem in Oxford ansässigen Unternehmen Tokamak Energy und dem US-Infrastrukturkonzern Aecom das Konsortium „UK Infinity Fusion“ gebildet. Ein Vertrag darüber wurde diese Woche unterzeichnet.

Ziel ist es, einen Reaktor mit ungefähr 400 Megawatt Leistung zu errichten, der auf dem sogenannten Stellarator-Design von Type One Energy basiert. Man werde von den Erfahrungen profitieren, die durch ein Pionierprojekt im US-Bundesstaat Tennessee gewonnen werden, erklärten die Unternehmen. Dort wird in den kommenden Jahren ein Fusionsreaktor für den staatlichen Energieversorger Tennessee Valley Authority (TVA) gebaut, der laut Planung schon im Jahr 2034 in Betrieb gehen soll.

Einen ähnlichen Zeitplan verfolgt das Unternehmen Commonwealth Fusion Systems für ein Kraftwerk in Virginia. Diese beiden könnten die ersten kommerziell genutzten Reaktoren mit Kernfusion der Welt werden. Darüber hinaus gibt es auch in Deutschland gleich mehrere vielversprechende Vorhaben von Start-up-Unternehmungen in München und in Darmstadt.

Rennen zwischen den USA, China und privaten Investoren

In einem Fusionsreaktor werden Wasserstoffisotope unter extremer Hitze zu Heliumatomen verschmolzen, wodurch Energie freigesetzt wird. Allerdings muss zuvor enorm viel Energie aufgewendet werden, um die Teilchen des Fusionsplasmas auf mehr als 100 Millionen Grad zu erhitzen, sodass Kernfusionsreaktionen stattfinden können. Das Plasma muss dabei mithilfe extrem starker Magnetfelder stabil eingeschlossen werden.

Die USA und China liefern sich ein Rennen, wer diese Technik für die kommerzielle Energieerzeugung als Erster nutzbar machen kann. Beide Länder investieren Milliardenbeträge. Die britische Regierung stellt über fünf Jahre 2,5 Milliarden Pfund (2,9 Milliarden Euro) zur Verfügung, darunter 1,3 Milliarden Pfund für die Entwicklung eines Prototyp-Reaktors namens „Step“. Es fließt auch zunehmend privates Geld in Start-up-Unternehmen. Laut Internationaler Atomenergiebehörde (IAEA) haben die privaten Investitionen in diesem Bereich inzwischen zehn Milliarden Dollar überschritten.

Energie reicht noch nicht für Kraftwerk

Befürworter glauben, dass schon Mitte der Dreißigerjahre erste kommerzielle Fusionskraftwerke laufen können. Skeptiker sagen indes, dass die Entwicklung technisch sehr anspruchsvoll sei und noch Jahrzehnte dauern werde. In Südfrankreich wird seit zwei Jahrzehnten das internationale Großprojekt ITER aufgebaut, das die Kernfusion erforscht. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts forschen in Deutschland an der weltgrößten Stellarator-Experimentieranlage namens Wendelstein 7-X in Greifswald. Auch das US-Unternehmen Type One Energy basiert sein Kraftwerksdesign auf diesem Stellarator-Typ.

Bislang ist es aber bei den Experimenten allenfalls punktuell gelungen, Plasma für einige Minuten aufrechtzuerhalten und eine Fusionsreaktion zu zünden. In den USA an der National Ignition Facility und in Großbritannien am Joint European Torus konnten Wissenschaftler dabei kurzzeitig etwas mehr Energie freisetzen, als zur Plasmaerhitzung direkt eingebracht wurde. Von einer größeren Energiegewinnung, die für ein Kraftwerk nötig wäre, ist das noch weit entfernt.

Auch in Deutschland zwei Pilot-Kraftwerke

Dennoch gibt es immer mehr Investorenprojekte. In Deutschland plant das Start-up-Unternehmen Proxima Fusion am Standort des Kernkraftwerks Gundremmingen einen Demonstrationsreaktor „Alpha“. Es soll zwei Milliarden Euro kosten, den größten Teil davon übernehmen der Bund (1,2 Milliarden Euro) und der Freistaat Bayern (400 Millionen Euro), Proxima soll 400 Millionen Euro beisteuern. Auch in Hessen ist auf dem ehemaligen AKW-Gelände in Biblis eine Pilotanlage basierend auf einer Lasertechnologie geplant, die das Start-up Focused Energy mit RWE Nuclear errichtet.

Chris Mowry, Vorstandschef von Type One Energy, sagt: „Die Kernfusion muss nicht nur entwickelt, sondern auch umgesetzt werden.“ Das neue amerikanisch-britische Konsortium vereine die industriellen Kompetenzen der beiden Länder. Type One Energy wurde von US-Wissenschaftlern 2019 gegründet. 2023 stiegen Wagniskapitalgeber ein, darunter Bill Gates’ Firma Breakthrough Energy Ventures. Das Unternehmen hat inzwischen mehr als 160 Millionen Dollar Kapital eingeworben. Tokamak Energy gilt als ein global führendes Unternehmen im Bereich der Hochtemperatur-Supraleitung (HTS). Es entstand als Ausgründung der britischen Atomenergiebehörde UK Atomic Energy Authority.

Das britische Start-up First Light Fusion hat unterdessen Pläne für ein kommerzielles Fusionskraftwerk wieder abgesagt und dies mit technischen und finanziellen Schwierigkeiten begründet. Der Bau würde mehrere Milliarden kosten, was es nicht stemmen könne. First Light Fusion konzentriert sich nun auf die Entwicklung und Zulieferung von Komponenten.

Am weitesten sind die Pläne in den USA. Dort hat das Unternehmen Commonwealth Fusion Systems rund drei Milliarden Dollar eingeworben, um in Richmond, Virginia, ein kommerzielles Fusionskraftwerk mit 400 Megawatt Leistung zu bauen, das Mitte der Dreißigerjahre ans Netz gehen soll. Google hat einen Vertrag zur Abnahme des erzeugten Stroms unterschrieben. Baubeginn soll 2027 sein.

Fast gleichauf liegt das erwähnte Projekt von Type One Energy und der TVA in Tennessee. Sie planen, ihr erstes Fusionskraftwerk auf dem Gelände eines früheren Kohlekraftwerks in der Kleinstadt Clinton zu errichten. Im vergangenen September hat der staatliche Energieversorger TVA dazu eine Absichtserklärung unterzeichnet. Type One Energy hat vor Kurzem die Genehmigungsanträge eingereicht.