Erkunden
Eine Frage an Thomas Nikolaus, ein Computerplasmaphysiker und ehemaliger Fusionsforscher, der jetzt Klimawissenschaften an der Columbia University studiert. Er war der Hauptautor des Papiers von 2021: „Überprüfung der Rolle der Kernfusion in einem auf erneuerbaren Energien basierenden Energiemix.“
Wann wird Fusionsenergie unsere Häuser beleuchten?
ich freute sich kürzlich zu sehen, dass Forscher des Lawrence Livermore Lab das Ziel der Fusionszündung erreicht hatten. Aber ich fand die Reaktion etwas unverhältnismäßig. Ein Kontext, den viele Leute übersehen haben, ist, dass die milliardenschwere National Ignition Facility von Anfang an darauf ausgelegt war, diesen Punkt zu erreichen – deshalb steckt „Ignition“ im Namen. All diese atemlosen Schlagzeilen darüber, ob dies die Timeline zur Fusion beschleunigt, erscheinen ironisch im Zusammenhang damit, dass es tatsächlich ein Jahrzehnt hinter dem liegt, was versprochen wurde, als das Ding 2009 gebaut wurde. Wann Fusionsenergie unsere Häuser erleuchten könnte, hängt davon ab, ob Sie meinen: Timeline to erstes stromerzeugendes Gerät oder zu einem bedeutenden Einsatz in der Welt. Das sind zwei sehr unterschiedliche Dinge.
Im Fall der Fusion – da es sich um ein großes Infrastrukturprojekt mit hohen Kapitalkosten handelt und Sie Teile mit langer Lebensdauer bauen würden – wäre die Skalierungsrate in einer vernünftigen wirtschaftlichen Projektion dessen, wie Sie es versuchen würden, sehr langsam es profitabel. Es ist das Gegenteil von Sonnenkollektoren und Windturbinen und so weiter, wo man sie schnell bauen kann. Sie haben eine kurze Halbwertszeit – im Vergleich zu großen Kernreaktoren aus Beton hören sie relativ schnell auf zu arbeiten. Aber das bedeutet, dass ihre Ersatzrate sehr hoch ist. Die Ersatzrate legt fest, wie schnell Sie überhaupt skalieren können. Wenn Sie den Bau von Fabriken für Kernkraftwerke effektiv finanzieren wollen, dann werden Sie nur die Anzahl finanzieren, die Ihre eventuelle Ersatzrate decken kann, sobald Sie die Marktsättigung erreicht haben.
Je länger Fusionsprojekte auf die Markteinführung warten, desto niedriger werden die Kosten für erneuerbare Energien sein.
Assets mit einer kürzeren Lebensdauer lassen sich leichter schnell skalieren, da es mehr Gründe gibt, mehr Fabriken für sie zu bauen. Die Implikation für die Fusion ist, dass der Unterschied zwischen dem ersten Reaktor, der Energie produziert, und Hunderten von Reaktoren auf der ganzen Welt, die eine nicht zu vernachlässigende Menge an Strom in Netzen produzieren, nach vernünftigen Schätzungen etwa 50 Jahre beträgt. Es ist nicht so, dass Sie nach dem Bau des ersten sofort 100 weitere bauen können, da dies auf mehreren verschiedenen Ebenen, einschließlich der Wirtschaftlichkeit, keinen Sinn ergibt. Bis zu einem gewissen Grad laufen kommerzielle Fusionsunternehmen gegen die Uhr, denn je länger sie auf die Markteinführung warten, desto niedriger werden die Kosten für erneuerbare Energien sein, wenn sie dort ankommen. Aber das bedeutet nicht, dass es einen Zeitpunkt gibt, an dem sie völlig irrelevant werden, weil sie nicht in derselben Produktionskategorie sind. Die erneuerbaren Energien sind intermittierend. Einer der Vorteile von Fusion ist, dass Sie es ein- und ausschalten können, wann Sie möchten.
Die relevante Frage lautet: Wie sehr müssen wir uns angesichts unserer zukünftigen Abhängigkeit von erneuerbaren Energien auf die Kernfusion verlassen, sobald sie bereit ist? Erneuerbare Energien werden viel, viel billiger. Es expandiert sehr schnell. Alle Prognosen, auch von wirtschaftlich konservativen Kreisen, deuten darauf hin, dass die bisher gesunkenen Preise dazu führen, dass wir sie weiter erhöhen werden. Der Klimawandel ist obendrein ein zusätzlicher Anreiz, unser Bestes zu geben, um sie so schnell wie möglich auszuweiten. Die Rolle der Fusion wäre nicht: „Oh, wir haben sie erfunden. Machen wir uns nicht die Mühe, weitere Windturbinen zu bauen.“ Es wäre: „Wir haben es erfunden. Ist dies ein besserer Weg als unsere alternativen Optionen, um die Lücken zu füllen und den letzten Rest zu liefern?“
Es ist ziemlich klar, dass wir bis 2100 ziemlich viele erneuerbare Energien haben werden. Sagen wir, im Durchschnitt wurden 70 Prozent unseres Stroms durch Wind und Sonne erzeugt. Dann stellt sich die Frage: Was sind die anderen 30 Prozent, und wie würde die Fusion dazu passen? Nehmen wir an, Sie haben 2040 oder 2050 Ihren ersten ernsthaften Prototyp einer Fusionsanlage gebaut, was an sich nur eine sehr unsichere Schätzung ist. Dann müssen Sie Ihre Anlagen Stück für Stück skalieren, und Sie erwarten, dass sie eine kommerzielle Lebensdauer haben, die in vielen Jahrzehnten gemessen wird. Wir haben Kernspaltungsanlagen, deren Lebensdauer verlängert wurde, sodass wir davon ausgehen, dass sie fast 100 Jahre in Betrieb sein werden. Wenn Sie fragen: „Wie lange würde es bei dieser Skalierungsrate dauern, um 10 oder 20 Prozent der Stromversorgung eines Landes durch Fusion zu erreichen?“ dann redest du vom jahr 2100. 
Hauptbild: Ezume Images / Shutterstock
Holen Sie sich den Nautilus-Newsletter
Die neuesten und beliebtesten Artikel direkt in Ihren Posteingang!
