Kernfusion: Welche Technologie schafft den Durchbruch?

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Bei Kernfusion denkt man wahrscheinlich direkt erstmal an staatlich-finanzierte Großprojekte, wie ITER. Es gibt da mittlerweile aber auch einige Startups in dem Bereich. Wir schauen uns zwei dieser Startups an. Beide verfolgen zwei komplett unterschiedliche Ansätze: Magnet und Laserfusion.  
Das erste setzt auf ein sehr ähnliches Konzept wie ITER. Sie wollen aber schon 2026 mit ihrer Testanlage fertig sein. Und sie haben einen entscheidenden Vorteil bei ihren Magneten. 
Mit dem zweiten Startup hatte ich schon mehrmals Kontakt und habe sie auch schonmal bei einem Experiment besucht. Die wenden die Laser-Technik an, die 2022 zum ersten Mal mehr Fusionsenergie produziert hat, als mit dem Laser hineingesteckt wurde. Wir schauen uns diese beiden Ansätze an und beantworten am Ende die Frage, welcher Ansatz die größten Vorteile bringt und ob die Startups mit den großen Forschungsprojekten mithalten können. 

Dieses Video ist in meinem Breaking Lab-Team entstanden. Verantwortlich aus der Redaktion: Valentin Bruder, Jacob Beautemps; Editing: Sören Rensch, Aron Kamenz & Neo Sanjuan Thiele

Kapitel:
00:00 Startups Kernfusion
00:58 Commonwealth Fusion Systems und Marvel Fusion
02:50 Wie funktioniert Kernfusion?
04:37 Commonwealth Fusion Systems: Innovation SPARC
05:25 Funktionsweise Magnetfusion
08:30 Besonderheit SPARC
10:15 Herausforderung von SPARC
12:11 Laserkernfusion
13:40 Marvel Fusion
16:13 Wasserstoff und Bor als Brennstoffe
17:23 Herausforderungen
18:53 Perspektiven Fusionskraftwerk
22:40 Fazit

Quellen:

Ich bin Jacob Beautemps und mache gerade meinen Doktor an der Universität zu Köln. Vor vier Jahren habe ich zusammen mit Philip Häusser diesen YouTube Kanal gegründet und seit 2018 stehe ich nun selbst vor der Kamera. In meiner Forschung an der Uni geht es um das Thema "What comprises a successful educational YouTube video?: the optimization of YouTube videos’ educational value through the analysis of viewer behavior and development via machine learning." Oder kurzgesagt: Wie lernt man auf YouTube und wie können wir das mit künstlicher Intelligenz optimieren. Dies fließt natürlich stark in meine YouTube Videos mit ein, denn hier geht es auch darum möglichst viel über Physik, Chemie, Technik und andere naturwissenschaftliche Themen zu lernen.

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[Brotaufstrich]

Ich mag an Kernfusion besonders gern, dass die Atome dort so gut zusammenhalten.

[TeRRorTonaX]

Für den Algorithmus und den Wachstum dieses Kanals !

[dataandroid]

Ich nutze schon einen Fusionsreaktor. Steht etwa 149.597.870 kilometer entfernt.
Grüße

[toxiq]

Ich finde das fusions thema immernoch höchst interessant.

Unabhängig vom thema finde ich es super wie sich deine videos über die letzten Jahre enorm in der Qualität verbessert hat, man merkt wirklich den Wachstum des Kanals :D

[Nachtaktiv]

Die Physik in diesen extremen Situationen bringt immer wieder neue Überraschungen und Herausforderungen. Da werden auch viele Start-Ups schnell von der Realität eingeholt und die schönen (naiven) Konzepte und Theorien verpuffen häufig nach der anfänglichen Euphorie.

[ansgarc.]

Stark! Man merkt den Aufwand dahinter (auch wenn du ihn zuvor angekündigt hast) :-)

[docmichide]

Wie wäre es mal mit einem Video zu Huel und anderen "Trinkmahlzeiten". Da würde ich gerne das ABER am Ende hören.

[johannschiel]

Seit einer Folge des Alternativlos-Podcasts von fefe und Frank, die eigentlich eine Art Interview mit einem der Forscher am Stellerator in Greifswald ist, finde ich dieses Konzept vielleicht am vielversprechendsten. leuchtet mir jedenfalls sehr ein und auch die haben da schon gute Erfolge erziehlt.

[pwa]

Ich finde Deine Deinen Innovations-orientierten und optimistischen Ansatz sehr gut! Empfehlenswert, besonders für die Angst-Propheten und ihre Profiteure.

[peterbrandt]

Mit den verzögerungen am ITER wäre ich nicht überrascht, wenn eines Tages die Nachricht aus China käme, "Also wir haben einen Fusionsreaktor".
Absolut spannendes Thema.

[Rh-rz]

seit 50 Jahren sind wir immer 10 Jahre davon entfernt. Realistischerweise sind wir Jahrzehnte von einem wirtschaftlichen Einsatz entfernt. Alle erwähnten Startups lassen sich nicht in die Karten schauen und die angeblichen Studien sind nicht peer reviewed.

[ArneWittmer]

Unbedingt sollte da weiter geforscht werden - aber die Klimawende realisieren wir besser mit bewährter Technologie. Das ist schneller und billiger und eben sicherer.

[Dinysus_]

Immer wieder interessant zu sehen wie realistisch minecraft mods wie mekanism sind.

[pascalfranke]

Hallo,

danke für das interessante und gute Video. Bitte weiter so.

[RTWMaik]

hoffentlich ist dieses Video an die CDU/CSU und AFD als Fakten Video mit verschickt worden und das besonders Merz dieses persönlich nochmals erhalten hat mit. Danke für die gute Zusammenfassung des aktuellen Stand zwei verschiedener Ansätze von Kernfusion

[brunohadlich]

Gut recherchiert, Jakob und sein Team sind echt ein Wahnsinn! Es gibt hier trotzdem noch einen kleinen Nachtrag meinerseits, ich glaub das ITER Verzögerung etwas diffiziler zu betrachten ist.
Späterer Start, dafür gibt es einige Optimierungen, ich schau mir das Video von Hartmut Zohm nochmals an, generell sind die Videos von Herrn Zohm sehr zu empfehlen, besonders was für alle die ein tiefgehendes Wissen erwerben wollen, hier gibt es trotz riesiger Begeisterung zeitlich auch keine Phantasiegebilde. Bei Jakob sind auch die teilweise irren Voraussagen für die Zeiträume und die Medien sind super dargestellt.

PS. Lieber Jakob, sollte ich das nicht dürfen, (ich bin mir nicht sicher) bitte ich um Entschuldigung, und verstehe die Löschung meines Beitrages, die 10 Jahre Verzögerung, sind etwas allgemein verfasst, und nicht ganz korrekt, drum verweise ich auf das Youtube-Video:
ITER 10 Jahre später Was der neue Fahrplan wirklich bedeutet.
Hartmut Zohm
Pps.
Ein Besuch bei Herrn Zohm von Jakob wäre ein Event das ich feiern würde, er ist eine Kapazität, und ich habe das Gefühl das er sehr gut zugänglich ist.

[DaLudwig]

Kernfusion ist ein spannendes Thema.
Mein aber ist: das es uns Kurz-, und vermutlich Mittelfristig nichts, für die Energiewende bringen wird.
Es sollte jedoch weiter daran geforscht werden.
Was mich auch interessieren würde, wie hoch in Zukunft die Kosten pro mw/h oder kw/h sein werden. Ich habe nämlich den Verdacht, das die Kosten vermutlich nicht konkurenzfähig mit Solar+Wind+Speicher sein werden, wobei dies vermutlich auch vom Standort oder der Anwendung abhängen könnte.
Ich möchte außerdem der Außsage wiedersprechen das die Fusionsreaktion kontinuierlich stattfinden muss. Es kann durchaus auch gepulst sein sofern eine Form von energiespeicher zwischengeschaltet ist und die Gesamtenergiemenge stimmt. z.B. die Photovoltaik auf dem Dach mit einen Heimspeicher, läuft auch gepulst, kann aber Strom abgeben wenn er benötigt wird. Gepulst könnte sogar leichter regelbar sein bzw. auch Spitzenlasttauglich sein (sofern sich das Kraftwerk nicht durch die thermische Ausdehnung zerlegt).
Wobei ich natürlich davon ausgehe, das mit "kontiunierlich" eher gemeint war, das die Pulshäufigkeit mit der aktuellen technik noch zu niedrig ist.

Was auch mal ein interessantes Thema währe:
Wenn wir theoretisch ausschließlich durch Kernenergie (Spaltung und/oder Fusion) Strom erzeugen würden, wie sich langfristig die Abwährme der Kraftwerke auf die Umwelt auswirken würde. Auch in Zukunft, wenn z.B. Afrika im lebenstandart aufholt, und entsprechend mehr Energie benötigt wird.
Die Erde befindet sich ja in einen Strahlungsgleichgewicht, das Problem von CO2 ist das es mehr Infrarotstrahlung einfängt, deshalb heizt sich das Klima auf. Wenn wir jetzt aber das Problem CO2 lösen, aber dafür mit Wärmekraftwerken mit 50-60% Wirkungsgrad die Energie erzeugen, wie wirkt sich das auf das Wärmegleichgewicht aus. Es entstehen ja 40-50% Abwärme die in die Atmossphäre gehen (direkt oder über den Umweg Wasser).

[basstscho]

Wird es das Buch auch in Hörbuchversion geben?

[MTobias]

Spannendes Video! Ich bin einigermaßen hoffnungsvoll, dass das ewige 'Kernfusion kommt in 20 Jahren' Jetzt vielleicht tatsächlich stimmt. In Deutschland gibt es ja z.B. Focused Energy, welches das Team von NIF abgeworben hat und jetzt bis 2028 einen Demonstrationsreaktor bauen will. Ob das dann Realität wird, zeigt sich noch, aber immerhin bewegt sich was. Ich finde auch den Ansatz von Helion spannend, welcher statt über Dampf und Turbine Strom zu erzeugen, mit dem Fusionsplasma direkt einen Strom in den confinment Magneten zu induzieren. Das könnte deutliche effizienzgewinne bedeuten, was es wiederum einfacher macht, net positive Energie zu erreichen.

[andyb]

Guter Beitrag - das Thema bleibt spannend. Auch eine gute Einordnung, dass diese Technologie für die Eindämmung des Klimawandels viel zu spät kommen wird. Aber ich hole keinen Investor hinter seinem Schreibtisch hervor, wenn ich nicht behaupte, dass ich die Kernfusion morgen produktiv bereitstellen kann 😉 - Cargolifter lässt grüßen.