Kernfusion: »Ein wertvolles Element im Energiemix der Zukunft«

Es war ein gelungener PR-Stunt: Bei einer Pressekonferenz am 26. Februar 2026 verkündete Bayerns Ministerpräsident Markus Söder (CSU), dass in Garching bei München zunächst ein Forschungsreaktor für Kernfusion gebaut werden solle und später ein kommerzieller Reaktor auf dem Gelände eines ehemaligen Atomkraftwerks in Grundremmingen. »Bayern investiert in den Traum vom ersten Fusionskraftwerk«, hieß es daraufhin im »Handelsblatt«. Das »Manager Magazin« titelte gar mit »Startschuss für Bayerns Zwei-Milliarden-Fusionsreaktor«. Es klang wie ein besiegelter Plan.
Kernfusion ist Teil der Hightech-Agenda der schwarz-roten Bundesregierung. Die Koalition um Bundeskanzler Friedrich Merz (CDU) will Tempo in die Fusionsforschung bringen und stellt dafür Milliarden bereit. Die medienwirksame Absichtserklärung, die der Freistaat Bayern gemeinsam mit dem Start-up Proxima Fusion, dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) und dem Energiekonzern RWE vorstellte, ist also ein selbstbewusstes Signal in Richtung der Bundespolitik. Allerdings auch nicht viel mehr. Eine Standortentscheidung beruht nach allen Regeln der Fairness immer noch auf Ausschreibungen und Wettbewerb. Und so hieß es denn auch alsbald aus dem Bundesforschungsministerium (BMFTR), dass es derzeit »keine Förderzusagen für Fusionshubs und Technologiedemonstratoren und damit auch nicht für einzelne Standorte« gäbe.
Auch aus wissenschaftlicher Sicht sind noch etliche Fragen zum Stand der Fusionsforschung in Deutschland offen. Im Gespräch mit »Spektrum« erklärt Fusionsforscher Wolfgang Biel vom Forschungszentrum Jülich, was noch passieren muss, um mit Kernfusion tatsächlich Strom zu erzeugen, ob es sich um den Beginn eines realen technologischen Aufbruchs oder doch nur um einen Hype handelt – und welchen der verschiedenen Ansätze er für den vielversprechendsten hält.
Herr Biel, während der Kernfusion verschmelzen zwei leichte Atomkerne bei extrem hoher Temperatur miteinander und setzen dabei Energie frei. Damit ahmen Fusionsreaktoren im Grunde nach, was in der Sonne passiert. Die potenzielle Energiequelle gilt als wetterunabhängig, sauber, sicher und ressourcenschonend. Es gibt inzwischen zahlreiche Start-ups in Deutschland, aber auch weltweit, die einen schnellen Weg zum Fusionskraftwerk versprechen. Was macht Proxima Fusion anders?
Proxima Fusion setzt sehr konsequent und ambitioniert auf neue Technologie im Bereich der Magnetfusion. Das Unternehmen ist ein Spin-off des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik und nutzt Erkenntnisse aus dem Experiment Wendelstein 7-X in Greifswald. Proxima möchte ein Stellarator-Kraftwerk mit einem sehr starken Magnetfeld von neun Tesla namens Stellaris bauen. Dadurch kann die Plasmakammer vergleichsweise klein ausgelegt werden. Zur Vorbereitung ist ein Demonstrator mit etwa halber Kraftwerksgröße geplant.
Bei dem Pressetermin im Februar 2026 gemeinsam mit dem bayerischen Ministerpräsidenten klang es so, als sei die Umsetzung dieses Vorhabens bereits entschieden. Hat Proxima denn keine Konkurrenz in Deutschland?
Doch, der größte deutsche Konkurrent ist das Start-up Gauss Fusion. Gauss verfolgt ein etwas konservativeres Stellarator-Kraftwerkskonzept mit einem Magnetfeld von etwa sechs Tesla. Dies soll ohne einen vorherigen Zwischenschritt erfolgen. Ein Konzept-Design wurde hierzu bereits vorgelegt. Soweit ich weiß, gibt es bislang aber keine Entscheidung darüber, welches Konzept am Ende tatsächlich umgesetzt wird und wo.
Sie haben nun bereits den Begriff »Stellarator« genutzt. Es handelt sich dabei um einen speziellen Reaktortyp. Es gibt aber noch eine zweite Bauweise namens Tokamak. Was ist der genaue Unterschied, und welche Vor- und Nachteile gibt es da jeweils?
Der Tokamak und der Stellarator sind zwei verschiedene Konzepte, um ein Fusionsplasma magnetisch einzuschließen. Beide versuchen, dasselbe Problem zu lösen: Ein Plasma mit hoher Dichte und einer Temperatur von mehr als 100 Millionen Grad Celsius soll durch einen Magnetfeldkäfig zusammengehalten werden und darf die Reaktorwand nicht zu stark berühren. Der Tokamak wurde bereits in den 1950er-Jahren in der Sowjetunion entwickelt und nutzt zwei Magnetfeldquellen: äußere, ringförmige Magnetspulen sowie einen starken Strom im Plasma selbst. Das jedoch führt zu Instabilitäten. Ein Dauerbetrieb ist in der Regel nicht möglich. Das bekannteste Beispiel für einen Tokamak ist der internationale Fusionsreaktor ITER, der gerade nahe dem südfranzösischen Ort Cadarache gebaut wird. Auch viele internationale Start-ups – etwa Commonwealth Fusion, eine Ausgründung aus dem Massachusetts Institute of Technology – setzen auf die Tokamak-Geometrie. Es ist die mit Abstand am weitesten entwickelte Fusionsarchitektur.
Proxima Fusion und Gauss Fusion verfolgen dagegen bewusst den anderen Ansatz: den Stellarator. Bei dieser Geometrie erzeugen komplexe, dreidimensional verdrehte Magnetspulen das gesamte Magnetfeld, ohne einen großen Plasmastrom antreiben zu müssen. Dadurch kann das Plasma dauerhaft stabil eingeschlossen werden. Lange Zeit galten die komplexe Magnetgeometrie sowie eine schlechtere Plasmaeinschlussqualität als entscheidende Nachteile. Doch mithilfe heutiger Supercomputer können die Anforderungen extrem präzise berechnet werden. Zudem sind Hochtemperatur-Supraleiter in der Lage, die nötigen starken Magnetfelder zu erzeugen. Dass Stellaratoren gebaut und erfolgreich betrieben werden können, lässt sich in Greifswald begutachten.
Bislang gibt es weltweit nur Forschungsreaktoren und noch kein einziges kommerzielles Fusionskraftwerk. Dafür braucht es zunächst den Nachweis, dass mehr Energie in so einem Reaktor entstehen kann, als hineingesteckt wird. Ist das realistisch erreichbar bis in die 2030er-Jahre?
Ja, ich denke, das ist realistisch. China plant, im Jahr 2027 einen Demonstrator-Tokamak namens BEST in Betrieb zu nehmen, der genau diesen Nachweis liefern soll. In der Physik sprechen wir davon, dass der Fusionsenergiegewinnfaktor Q größer als eins sein muss. Dieses Projekt soll den Weg bereiten zu einem technisch funktionierenden Demonstrationskraftwerk. Das Konzept dazu ist bereits in Arbeit. In den USA gibt es mit SPARC ebenfalls ein Tokamak-Projekt, das bald in Betrieb gehen und einen Faktor Q größer als eins erreichen soll. Und ITER soll nach einer Testphase gegen Ende der 2030er-Jahre mit der Verschmelzung von Deuterium und Tritium beginnen, den zwei schweren Isotopen des Wasserstoffs, und dann sogar Q gleich zehn erreichen.
Proxima Fusion ist ein Spin-off des IPP, das seinerseits mit Wendelstein einen Stellarator betreibt. Was kann Proxima Fusion, was das IPP nicht kann?
Es ist nicht die Aufgabe eines Forschungsinstituts, einen vollständig betriebsfähigen Reaktor zu bauen. Dort wird mit Fördergeldern an den wissenschaftlichen Grundlagen und der Technologie geforscht. Ausgedrückt in den neun Stufen des sogenannten Technologie-Reifegrads (TRL) erfolgt dort im normalen Forschungsbetrieb maximal der Nachweis der Funktionstüchtigkeit einer Technologie. Das wäre TRL-Stufe drei bis vier. Die Stufen vier bis neun – also der Weg hin zu einem qualifizierten System mit Nachweis des erfolgreichen Einsatzes – erfolgen meist in Ausgründungen und Unternehmen oder in großen Projekten.
Wie lässt sich messen, wie ausgereift eine Technologie ist? Dazu hat sich die neunstufige TRL-Skala (Technology Readiness Level) etabliert. Sie reicht von einer ersten Idee bis zum erfolgreichen Einsatz im Betrieb.
- TRL 1: Grundprinzipien sind beschrieben und beobachtet. Wissenschaftliche Konzepte liefern erste Anhaltspunkte für eine mögliche Umsetzung.
- TRL 2: Technologiekonzept ist formuliert. Die Idee wird konkretisiert und denkbare Anwendungen werden eingehender untersucht.
- TRL 3: Machbarkeit ist experimentell nachgewiesen. Erste Untersuchungen im Labor bestätigen, dass die Technologie grundsätzlich funktionieren kann.
- TRL 4: Einzelne Komponenten sind im Labor validiert. Erfolgreich getestete Bauteile zeigen auf, wie ein Prototyp aussehen muss.
- TRL 5: Technologie wird in die Einsatzumgebung überführt. Die Komponenten kommen in ein Umfeld mit realitätsnäheren Anforderungen.
- TRL 6: Prototyp wird in realistischer Umgebung demonstriert. Das System arbeitet möglichst nah am tatsächlichen Bedarf.
- TRL 7: Prototyp wird eingesetzt. Die Technologie fügt sich erstmals in ein bestehendes industrielles Umfeld ein und wird dort getestet.
- TRL 8: Das System ist vollständig und qualifiziert. Alles ist funktionstüchtig und erfüllt sämtliche praktischen Anforderungen.
- TRL 9: Erfolgreicher Betrieb. Die Technologie hat sich im regulären Einsatz bewährt.
Neben der Magnetfusion gibt es noch die Laserfusion. Diese Technologie machte vor ein paar Jahren Schlagzeilen, als Forschern an der National Ignition Facility (NIF) in den USA der erste experimentelle Nachweis gelang, dass bei einer Laserfusion mehr Energie freigesetzt werden kann, als durch die Laser eingestrahlt wurde. Was ist der genaue Unterschied?
Die Technologie ist grundlegend anders. Es wird bloß die gleiche physikalische Idee umgesetzt, nämlich Atomkerne bei sehr hohen Temperaturen und Drücken so zusammenzubringen, dass sie verschmelzen und dabei Energie freisetzen. Bei der Laserfusion wird ein winziges Brennstoffkügelchen mit extrem leistungsstarken Lasern von allen Seiten gleichzeitig beschossen. Die äußere Schicht verdampft schlagartig und erzeugt durch den Rückstoß eine starke Kompression im Inneren. Dadurch entstehen für einen sehr kurzen Moment Bedingungen, unter denen Fusion stattfindet. Der große Unterschied: Die Fusion passiert nicht in einem dauerhaft eingeschlossenen Plasma, sondern in einer sehr kurzen, hochkomprimierten Implosion, die in einem Kraftwerk bis zu zehnmal pro Sekunde wiederholt werden muss.
»Ich denke, dass der Stellarator der derzeit vielversprechendste Ansatz für ein Fusionskraftwerk ist, weil er einen dauerhaften Plasmabetrieb bei guter Performance ermöglicht«
Welchen der diversen Ansätze halten Sie für den vielversprechendsten?
Ich denke, dass der Stellarator der derzeit vielversprechendste Ansatz für ein Fusionskraftwerk ist, weil er einen dauerhaften Plasmabetrieb bei guter Performance ermöglicht. Deutschland ist auf diesem Gebiet wissenschaftlich führend. Auf technologischer Seite gibt es aber, wie vorhin erwähnt, noch viel Entwicklungsaufwand.
Welche Sicherheitsfragen sind bei modernen Stellarator‑Konzepten tatsächlich noch relevant – und welche Sorgen sind aus Ihrer Sicht unbegründet?
Also zunächst mal ist wichtig festzuhalten: Ein Fusionskraftwerk unterscheidet sich grundlegend von einem Kernspaltungskraftwerk. Es laufen darin keine nuklearen Kettenreaktionen ab, und es gibt auch keinen großen Vorrat an hochangereichertem spaltbarem Material, das anschließend lange gelagert werden muss oder im Betrieb explodieren kann. Dennoch ist Tritium ein radioaktiver Brennstoff, der von biologischen Organismen aufgenommen werden und Strahlenschäden verursachen kann. Auch werden innere Komponenten im Reaktorbetrieb durch Neutroneneinfang aktiviert. Deshalb braucht es mehrfach geschlossene Einschluss- und Kreislaufsysteme, permanente Lecküberwachung und Rückgewinnungssysteme im Reaktor. Diese Sicherheitstechnik wird gerade beim Bau von ITER gründlich entwickelt mit dem Ziel, dass eine signifikante Gefährdung von Personen bei allen denkbaren Unfallsituationen ausgeschlossen ist.
»Alle Forschungsteams weltweit profitieren seit vielen Jahren von den Erkenntnissen aus dem ITER-Projekt, auch wenn der Plasmabetrieb erst in ein paar Jahren beginnt«
ITER, der internationale Forschungsreaktor in Frankreich, ist ein Reaktor vom Tokamak-Typ. Ursprünglich sollte dort im Jahr 2016 das erste Plasma gezündet werden, dann 2025, nun wird es frühestens 2034 so weit sein. Hat man da aufs falsche Pferd gesetzt?
Das ist mir zu negativ formuliert. Alle Forschungsteams weltweit profitieren seit vielen Jahren von den Erkenntnissen aus dem ITER-Projekt, auch wenn der Plasmabetrieb erst in ein paar Jahren beginnt. Die ganze Idee wurde im Jahr 1986 kurz vor dem Ende des Kalten Kriegs als Friedensprojekt geboren. Der Vertrag zum Bau von ITER wurde im Jahr 2006 unterschrieben. Teilnehmerstaaten sind neben der Europäischen Atomgemeinschaft die Staaten China, Indien, Japan, Russland, Südkorea und die USA. Allein das zeigt die Komplexität des Unterfangens. Entscheidend ist aber, dass sämtliche Lehren, die dort gezogen werden, allen Ländern gleichermaßen zur Verfügung stehen. Der Bau ist eine ingenieurtechnische Meisterleistung.
Was muss denn noch passieren bis zum ersten Fusionsreaktor, der auch wirklich Strom produziert?
Von der Physik her ist klar, dass eine Anlage umso leistungsfähiger ist, je stärker das Magnetfeld, je größer der Reaktor und je besser der Plasmaeinschluss ist. Das Produkt aus den drei Kennzahlen Plasmadichte, Plasmatemperatur und Einschlusszeit nennt sich Tripelprodukt. Bislang wurde der entscheidende Zündpunkt in der magnetischen Fusion noch nicht erreicht. Ich tippe darauf, dass dies zunächst den Chinesen oder den Amerikanern und dann vielleicht den Deutschen mit einem zügig realisierten Stellarator-Konzept gelingt. Die europäische Fusionsforschung konzentriert sich zurzeit auf die wissenschaftliche Vorbereitung für ITER sowie darauf, Neutronenquellen zur Qualifizierung von Materialien und Komponenten für Fusionsreaktoren zu entwickeln. Bei der Laserfusion dagegen wurde der Zündpunkt in den Pellets bereits erreicht, allerdings nur in einzelnen Ereignissen. Weil ein Teil des erzeugten Stroms immer wieder auch in Laserenergie umgewandelt werden muss, reicht die Effizienz bisher nicht aus, um einen Reaktor kontinuierlich zu betreiben. Es ist aber sicherlich richtig, auf dem Weg zum Fusionskraftwerk mehrere Ansätze parallel zu verfolgen, da bis jetzt nicht klar ist, welches Konzept am Ende tatsächlich zum Erfolg führt.
Den Zündpunkt in der Magnetfusion zu erreichen, wäre dann aber zunächst mal nur die Minimalvoraussetzung …
Ja, genau. Ein echtes Kraftwerk muss zudem über Monate oder Jahre zuverlässig laufen, automatisiert funktionieren und eine Wartung ohne lange Stillstände ermöglichen. Das ist eine enorme Ingenieursaufgabe. In Jülich erforschen wir vor allem die Wechselwirkung zwischen dem heißen Plasma und den Wandmaterialien des Reaktors. Wir versuchen das wandnahe Plasma so zu optimieren und die Wandmaterialien so zu verbessern, dass ein langfristiger Betrieb des Reaktors möglich wird. Eine weitere Herausforderung ist der Brennstoffkreislauf. Tritium ist selten und muss im Reaktor selbst »erbrütet« werden. Das ist alles andere als trivial. Um einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen, müssen noch etliche Lösungen für die offenen physikalischen und technischen Fragen entwickelt werden.
»Mit der Kernfusion hat man potenziell eine Methode zur Energieerzeugung mit universell verfügbaren Rohstoffen – da kann einem niemand so einfach den Öl- oder Gashahn zudrehen«
Wenn Sie das Fusionsoffensive‑Paket insgesamt bewerten: Ist das der Beginn eines realen technologischen Aufbruchs – oder eher ein politisch befeuerter Hype?
Was ich dazu als Wissenschaftler sagen kann: Das öffentliche Interesse an der Kernfusion hat zuletzt offensichtlich zugenommen. Das ist grundsätzlich erfreulich. Maßgeblich war dafür sicherlich die Erkenntnis der zurückliegenden Jahre, dass Energieunabhängigkeit einen sehr großen Wert hat. Die Kriege in der Ukraine und jetzt im Iran sowie deren Folgen zeigen, dass es extrem riskant ist, sich allein auf Rohstofflieferungen aus anderen Staaten zu verlassen. Mit der Kernfusion hat man potenziell eine Methode zur Energieerzeugung mit universell verfügbaren Rohstoffen – da kann einem niemand so einfach den Öl- oder Gashahn zudrehen. Es braucht lediglich verhältnismäßig kleine Mengen an Deuterium und Tritium.
Solarenergie ist die billigste Energieform, der Ausbau der Erneuerbaren bricht weltweit Rekorde, während die wenigen aktuell neu gebauten Atomkraftwerke extrem teuer sind und nur mit staatlichen Subventionen am Strommarkt konkurrenzfähig sind. Die hochkomplexe Fusionsenergie hat noch einmal einige Hürden mehr zu überwinden als die erprobte Atomkraft. Batteriespeicher und Netzwerksteuerung machen in der Zwischenzeit enorme Fortschritte, um Schwankungen auszugleichen. Selbst, wenn in zehn Jahren ein Fusionskraftwerk da ist – wer braucht das dann überhaupt noch?
Ich stelle mal eine Gegenfrage: Wann haben wir als Menschheit jemals beschlossen, einfach stehenzubleiben und vielversprechende technologische Entwicklungen bewusst auszubremsen? Das ist nicht die Art und Weise, wie wir denken und funktionieren. Auch die Erzeugung von Strom aus Wind- und Sonnenenergie hat ja ihre Tücken: großer Flächenbedarf, tages- und jahreszeitliche Schwankungen, komplexe Netzwerksteuerung. Die Fusionsenergie würde dem Energiemix der Zukunft ein wertvolles Element hinzufügen und wäre zudem grundlastfähig, also in der Lage, eine konstante Leistung in das Stromnetz einzuspeisen. Es geht bei den aktuellen Projekten darum, zu demonstrieren, dass ein zuverlässiger und sicherer Reaktorbetrieb möglich ist. Das ist eine große Herausforderung – vielleicht vergleichbar mit dem ersten Flug zum Mond –, aber es ist kein unmögliches Unterfangen. Ich halte es daher für wissenschaftlich interessant und für gesellschaftlich relevant, Kernfusion als weitere mögliche Energiequelle zu erforschen.
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