„Kernfusion ist kein physikalisches Problem mehr – sondern ein Ingenieursproblem“
Kernfusion gilt für viele als „Heiliger Gral“ der Energieversorgung: nahezu unbegrenzte Energie, kaum CO₂ und deutlich weniger problematische Abfälle als bei der klassischen Kernkraft. Ein Münchner Start-up will diese Technologie nun aus der Forschung in Richtung Kraftwerk bringen. Proxima Fusion ist ein Spin-out des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) und arbeitet an einem sogenannten Stellarator – einer besonderen Form der Magnetfusion. Im Interview erklären Maria Dantz, Head of Communications, und Jakob Fidler, Communications Manager bei Proxima Fusion, warum sie gerade in Bayern gute Chancen für diese Zukunftstechnologie sehen.
e.b: Frau Dantz, viele Leserinnen und Leser kennen Proxima Fusion noch nicht. Wer steckt hinter dem Unternehmen?
Maria Dantz: Proxima Fusion gibt es seit fast drei Jahren. Wir feiern in ein paar Monaten unser dreijähriges Bestehen. Gegründet wurde das Unternehmen von fünf Gründern, vier davon sind Plasmaphysiker. Einer kam von Google X aus San Francisco zurück. Zwei der Gründer haben auch an Wendelstein 7-X mitgeforscht. Wir sind ein Spin-out des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik, kurz IPP, und nach unserem Wissen das erste Spin-out, das es dort in 60 Jahren gegeben hat.
Dass wir in München sitzen, hat natürlich mit der Nähe zum IPP in Garching zu tun. Aber auch mit dem Deep-Tech-Ökosystem hier. München ist für solche Unternehmen ein sehr guter Standort.
Drei Wege zur Kernfusion
e.b: Weltweit wird an verschiedenen Fusionsansätzen gearbeitet. Wo ordnet sich der Stellarator dabei ein?
Maria Dantz: Grundsätzlich gibt es drei große Wege zur Kernfusion. Der bekannteste ist der Tokamak, eine ringförmige Anlage, die weltweit am häufigsten gebaut wurde. Dann gibt es den Stellarator, auf den wir setzen. Und schließlich die sogenannte Laserfusion, bei der kleine Brennstoffkügelchen mit extrem starken Lasern beschossen werden.
Der Stellarator und der Tokamak gehören beide zur sogenannten Magnetfusion. Dabei wird ein extrem heißes Plasma mithilfe starker Magnetfelder eingeschlossen. Die Laserfusion funktioniert anders: Dort wird das Brennmaterial mit Laserimpulsen komprimiert.
Der Tokamak ist dabei die weltweit verbreitetere Technologie. Stellaratoren galten lange als sehr komplex, weil ihre Magnetspulen stark gewunden sind und präzise angeordnet werden müssen. In den vergangenen Jahren haben Fortschritte bei Hochleistungsrechnern, numerischer Optimierung und bei supraleitenden Magneten jedoch dazu geführt, dass diese Technologie heute realistischer gebaut werden kann.
Warum Proxima Fusion auf Stellaratoren setzt
e.b: Warum glauben Sie, dass gerade der Stellarator der richtige Weg ist?
Maria Dantz: Aus Sicht vieler Wissenschaftler liefert der Stellarator langfristig das bessere Kraftwerk. Tokamaks haben Instabilitäten. Sie müssen gepulst betrieben werden, was für das Material und die Operation des Kraftwerks problematisch ist.
Der Stellarator hält das Plasma durch seine dreidimensionale Spulengeometrie stabil . Dadurch wird ein Dauerbetrieb möglich. Und genau das ist entscheidend, wenn man wirtschaftlich Strom erzeugen will.
e.b: Fusionsenergie klingt noch sehr futuristisch. Was hat sich technologisch verändert, dass die Umsetzung heute realistischer erscheint?
Maria Dantz: Zwei Dinge. Erstens hilft heute Hochleistungsrechnen dabei, die Geometrie der Spulen zu berechnen und zu optimieren. Auch KI spielt dabei eine Rolle .
Zweitens gab es große Fortschritte bei Hochtemperatur-Supraleitern (HTS). Diese sogenannten HTS-Magnete sind entscheidend, wenn man ein extrem heißes Plasma nicht nur erzeugen, sondern auch stabil halten will, und das in einem Reaktor, der auch wirtschaftlich rentabel sein soll.
Sicherheit und Abfallfrage bei Fusionsenergie
e.b: Ist Fusion nicht einfach Atomkraft in neuem Gewand?
Maria Dantz: Nein. Der Unterschied ist grundlegend. Bei der Kernspaltung werden schwere Atomkerne gespalten. Bei der Fusion verschmelzen leichte Isotope miteinander. Man kann die Reaktion jederzeit stoppen, Kettenreaktionen sind unmöglich. Deshalb gibt es auch nicht dieselben Sicherheitsrisiken. Außerdem entsteht deutlich weniger problematischer radioaktiver Abfall. Denn bei der Fusion entstehen keine langlebigen hochradioaktiven Abfälle wie bei der Kernspaltung.
Ein Teil der Materialien im Reaktor wird durch die Neutronen zwar aktiviert und damit zeitweise radioaktiv. Aber diese Stoffe müssen nicht über Hunderttausende Jahre gelagert werden. Man spricht eher von Zeiträumen von einigen Jahrzehnten bis etwa hundert Jahren.
Das ist mit medizinischen Magnetresonanzgeräten vergleichbar : Die Materialien müssen eine Zeit lang abgeschirmt gelagert werden, danach können sie recycelt werden.
e.b: Welche Rohstoffe braucht man für Fusion?
Jakob Fidler: Im Wesentlichen Deuterium und Tritium. Deuterium ist schwerer Wasserstoff und kommt im Wasser vor. Tritium ist seltener und muss langfristig im Reaktor selbst erzeugt werden. Das sogenannte Tritium-Brüten ist eine der großen technischen Herausforderungen der kommenden Jahre, an der aktuell schon weltweit Forschung und Entwicklung betrieben wird
Wie heißes Plasma entsteht
e.b: Fusion funktioniert allerdings nur bei extrem hohen Temperaturen. Welche Rolle spielt dabei das Plasma?
Maria Dantz: Fusion entsteht nur unter extremen Bedingungen. Wir kreiern mit der Fusion einen Stern auf der Erde. Dabei sprechen wir von Temperaturen von vielen Millionen Grad. Unter solchen Bedingungen entsteht Plasma – vereinfacht gesagt ein weiterer Aggregatzustand der Materie.
In diesem Plasma findet die Fusion statt. Deshalb muss es stabil eingeschlossen werden, damit die Energie kontrolliert freigesetzt werden kann.
e.b: Sie sprechen von Temperaturen von vielen Millionen Grad. Wie erreicht man solche Temperaturen überhaupt?
Maria Dantz: Dafür gibt es mehrere Verfahren. Zunächst wird das Gas in der Anlage durch starke elektromagnetische Felder aufgeheizt. Zusätzlich wird Energie über sogenannte Mikrowellen oder Teilchenstrahlen in das Plasma eingebracht.
Dadurch steigen die Temperaturen Schritt für Schritt auf viele Millionen Grad an. Wichtig ist dabei, dass das Plasma nicht mit den Wänden des Reaktors in Kontakt kommt. Deshalb wird es mit starken Magnetfeldern in der Schwebe gehalten.
e.b: Wenn man so viel Energie hineinstecken muss – kommt dann überhaupt mehr heraus?
Maria Dantz: Genau das ist die zentrale Herausforderung. Der entscheidende Schritt ist zu zeigen, dass man netto mehr Energie herausbekommt, als man in das Plasma hineinsteckt.
Genau dafür bauen wir unseren Demonstrator.
Der Weg zum ersten Kraftwerk
e.b: Sie planen zunächst einen Demonstrator und danach ein erstes Kraftwerk. Wie sieht diese Roadmap konkret aus?
Maria Dantz: Unser Demonstrator heißt Alpha. Er soll in Bayern gebaut werden und in den frühen 2030er Jahren zeigen, dass Magnetfusion in einer reaktorrelevanten Maschine netto Energie liefern kann – also mehr Energie herauskommt, als in das Plasma hineingesteckt wird.
Der nächste Schritt wäre anschließend ein erstes Kraftwerk, ein sogenanntes First-of-a-Kind-Kraftwerk, das wir bis Ende der 2030er Jahre bauen wollen. Als Standort ist Gundremmingen vorgesehen. Dort gibt es bereits energiewirtschaftliche Infrastruktur und eine Netzanbindung.
Wir haben dazu eine strategische Partnerschaft mit RWE, dem Freistaat Bayern und dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik vereinbart . Solche ehemaligen Kraftwerksstandorte sind für uns besonders interessant, weil viele Voraussetzungen – etwa Genehmigungsstrukturen und Netzinfrastruktur – bereits vorhanden sind.
e.b: Warum ausgerechnet dort?
Maria Dantz: Standorte ehemaliger Kernkraftwerke sind sehr interessant für uns. Dort gibt es bereits Netzanschlüsse, Kühlsysteme, Gebäudeinfrastruktur und Logistikwege, die für ein Kraftwerk auf diesem Niveau ausgelegt sind.
Das erleichtert vieles, denn das zu replizieren würde Jahre und erhebliche Mehrkosten bedeuten.
Fusion wird anders als Kernkraft unter dem Strahlenschutzgesetz reguliert, weil es keine Kettenreaktion gibt. Aber die vorhandene Infrastruktur macht solche Orte für eine Umnutzung sehr attraktiv.
e.b: Über welche Größenordnungen sprechen wir bei einem Fusionskraftwerk?
Jakob Fidler: Wir bewegen uns in einer Größenordnung von etwa 500 bis 750 Megawatt. Perspektivisch kann das auch bis zu einem Gigawatt gehen.
Rolle von Fusionsenergie im künftigen Energiesystem
e.b: Welche Rolle könnte Fusion später im Energiesystem spielen?
Jakob Fidler: Wir sehen Fusion als Ergänzung zu erneuerbaren Energien. In Deutschland setzen wir stark auf Wind und Solar. Die große Herausforderung ist, dass diese Energiequellen nicht jederzeit verfügbar sind.
Für den Lastausgleich brauchen wir weiterhin steuerbare Kraftwerke. Genau hier könnte Fusion langfristig eine Rolle spielen.
e.b: Allerdings ist Fusion heute noch Grundlagenforschung?
Jakob Fidler: Nicht ganz, da sind wir mit der Magnetfusion schon sehr viel weiter. Es wurde bereits gezeigt, dass stabile Plasmazustände möglich sind und zwar in reaktorrelevanten Geräten. Bei Wendelstein 7-X in Greifswald, einem der forschrittlichsten Fusionsgeräte der Welt, wurde das demonstriert. Es geht heute nicht mehr darum, ob man Plasma erzeugen und halten kann. Die Frage ist, wie schnell können wir die Engineering Herausforderungen lösen?
Maria Dantz: Genau. Fusion ist inzwischen kein physikalisches Problem mehr, sondern ein Ingenieursproblem. Ein kommerzielles Fusionskraftwerk ist kein einzelnes Gerät, sondern ein System von Systemen. Das schließt supraleitende Magnete, Plasmaheizung, Tritiumzüchtung, Fernwartung, Energiekonversion ein. Und genau hier hat die Magnetfusion einen strukturellen Vorteil, der schwer aufzuholen ist: Jahrzehnte des Aufbaus von Lieferketten, validierten Systemen und einem Ingenieurswesen, das weiß, wie man das im großen Maßstab baut und betreibt. Vor allem und gerade hier in Deutschland.
Globales Rennen um das Energiesystem der Zukunft
e.b: Weltweit investieren Staaten und Unternehmen Milliarden in Fusionsforschung. Warum ist dieses Rennen so wichtig?
Maria Dantz: Weil Fusion eine potenziell nahezu unbegrenzte, CO₂-freie Energiequelle sein kann. Wer diese Technologie zuerst zur Marktreife bringt, hält einen enorm wichtigen Schlüssel in der Hand – technologisch, wirtschaftlich und geopolitisch. Die USA und China investieren bereits Milliardenbeträge. Gleichzeitig hat Deutschland mit dem Max-Planck-Institut und Wendelstein 7-X einen echten Vorsprung beim Stellarator. Dieser ist bis heute weltweit die einzige Anlage dieser Art, die in dieser Größenordnung gebaut wurde.
Dadurch ist in Deutschland ein enormes wissenschaftliches und technisches Know-how entstanden – nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Industrie. Viele der hochpräzisen Komponenten für solche Anlagen kommen aus europäischen Unternehmen.
Es ist ja allgemeiner Konsens , dass Deutschland und Europa oft sehr stark in der Forschung sind, aber Schwierigkeiten haben, diese Technologien in industrielle Anwendungen zu überführen. Genau da setzen wir an: Wir machen den Schritt von der Wissenschaft in Richtung Kraftwerk .
Es geht dabei auch um Industriepolitik und technologische Souveränität. Wenn Fusion funktioniert, entsteht eine neue Industrie. Und wer diese Technologie zuerst beherrscht, hat einen großen strategischen Vorteil.
