10.08.2022 - Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Von der Sonne lernen: Wendelstein 7-X sucht neue Energiequelle

Die Anlage sieht aus wie ein Raumschiff, wiegt 1000 Tonnen und steht neben einem Acker: Es geht um eine bislang ungenutzte Energiequelle

(dpa) Die Großforschungsanlage Wendelstein 7-X steht mit dem offiziellen Abschluss eines Umbaus vor einer neuen Experimentierphase. Es geht nun um den Dauerbetrieb. «Das ist die eigentliche Mission», sagte der Physiker und Projektleiter Thomas Klinger am Dienstag. «Wendelstein 7-X ist fertig.» Die Aussicht auf weitere neue Erkenntnisse für eine alternative Energiegewinnung wurde mit einem Festakt gefeiert, an dem zahlreiche Vertreter aus Wissenschaft, Industrie und Politik teilnahmen.

Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger sicherte der in Deutschland geleisteten Grundlagenforschung für die Fusionstechnologie dabei weitere Unterstützung zu. «Die Fusion ist eine riesengroße Chance für unsere Energieversorgung und unsere Unabhängigkeit», sagte die FDP-Politikerin. Wenn es gelänge, durch Fusion große Mengen von Energie zu erzeugen, wäre das ein wertvoller Beitrag zur Abdeckung der Grundlast.

In «W7-X» versuchen Forscherinnen und Forscher des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP), die Energieproduktion der Sonne auf der Erde nachzuahmen und als alternative Stromquelle nutzbar zu machen. Bei den nun anstehenden Experimenten geht es darum, die Grundlagen für einen Dauerbetrieb einer Anlage vom Typ «Stellarator» zu erforschen.

In der Forschungsanlage befindet sich in einer Vakuum-Kammer elektrisch aufgeladenes Wasserstoffgas, das extremer Hitze ausgesetzt wird. Dieses Plasma wird durch meterhohe Magnetspulen quasi in der Schwebe und so auf Abstand zu den Kammerwänden gehalten. Als Energiequelle dient die Hitze, die bei der Verschmelzung von Atomkernen entsteht.

Der Umbau hat das Ziel, das Plasma nicht wie bisher nur für einige Sekunden, sondern für eine wesentlich längere Zeit zu erzeugen. 100 Sekunden unter moderaten Bedingungen gelangen in Greifswald schon. Angestrebt werden nun bis zu 30 Minuten.

Für den längeren Betrieb bei Maximaltemperaturen von 50 Millionen Grad Celsius wurden nun 630 neue Wasserkühlkreise installiert. Damit sollen die «Kacheln» im Innenraum der Kammer gekühlt werden. Herzstück der Anlage ist der Ring aus 50 etwa 3,5 Meter hohen Magnetspulen, die auf minus 270 Grad heruntergekühlt werden. Die in der Kammer entstehende Hitze soll - so die Theorie - als Energiequelle genutzt und mittels Wärmetauscher und Dampfturbine zu Strom umgewandelt oder als Direktwärme in Heizsysteme abgeführt werden.

Die Anlage in Greifswald selbst liefert jedoch noch keine Fusionsenergie, sondern dient der Grundlagenforschung und soll die Kraftwerkstauglichkeit von Fusionsanlagen des Typs «Stellarator» nachweisen. In Garching betreibt das IPP eine Großforschungsanlage vom Typ «Tokamak». An beiden Standorten sind insgesamt rund 1100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, davon 450 in Greifwald. Das IPP ist damit eines der größten Fusionsforschungszentren in Europa.

Die Generalsekretärin der Max-Planck-Gesellschaft, Simone Schwanitz, bezeichnete Wendelstein 7-X als «Meisterwerk der Grundlagenforschung und auch der Ingenieurskunst». Die Fusionstechnologie stehe für eine saubere Energie ohne CO2-Emissionen und langlebige atomare Abfälle, betonte Schwanitz.

Die Gesamtkosten für das 1996 gestartete «W 7-X»-Projekt belaufen sich auf 1,3 Milliarden Euro, die Kosten für die Anlage selbst betragen 400 Millionen Euro. Finanziert wird das Vorhaben von Bund, Land und der EU. Allein 2022 fördert das Land Mecklenburg-Vorpommern das Forschungsprojekt mit rund 5,5 Millionen. Die Unterstützung des Bundes liege in diesem Zeitraum bei rund 52 Millionen Euro.

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