NachIm vorletzten Teil meine Serie über die neuen Klimamythen ging es um das äußerst umstrittene Thema der Kernkraftnutzung zum Klimaschutz. Mit “Kernkraft” war das gemeint, was wir schon seit Jahrzehnten weltweit nutzen, nämlich die Gewinnung für Energie durch die Spaltung von Atomkernen. Es gibt aber noch einen zweiten Weg, um Energie aus Atomkernen zu kriegen und das ist die Kernfusion.

Kernfusion wird immer wieder als “Klimaretter” ins Feld geführt (in Österreich zum Beispiel vom Wiener Planetariumsdirektor Werner Gruber). Sie soll in Zukunft quasi beliebig viel Energie erzeugen, umweltfreundlich, nachhaltig und vor allem klimaneutral. All die schmutzigen Treibhausgasse, die wir heute bei unserer Energieproduktion erzeugen, wären dann weg. Wir müssen uns auch nicht mehr einschränken; dank der Kernfusion hätten wir ja jederzeut genügend klimafreundliche Energie zur Verfügung. Das klingt verlockend. Aber wenn es wirklich so einfach wäre, dann müsste ich das Thema ja nicht für meine Serie der “Klimamythen” aufgreifen.

Kernfusion unterscheidet sich tatsächlich deutlich von der Kernspaltung. Kernfusion hat viele der Nachteile nicht, die die Kernspaltung in den existierenden Kernkraftwerken verursacht. Bei der Nutzung der Kernfusion gibt es kaum radioaktiven Müll. Es gibt keine Gefahr eines nuklearen Unfalls wie in Tschernobyl oder Fukushima. Es gibt kein Rohstoffproblem wie beim Abbau von Uran. Die Kernfusion zeichnet sich aber durch einen nicht zu vernachlässigenden Nachteil aus: Es gibt sie noch nicht!

Beziehungsweise gibt es sie selbstverständlich schon: Alle Sterne, inklusive unserer Sonne, erzeugen die gewaltigen Energiemengen die sie zum Leuchten bringen, durch Kernfusion. In diversen Experimentalreaktoren haben wir die Kernfusion auch schon künstlich zustande gebracht. Aber wenn wir damit die Klimakrise lösen wollen, reicht es nicht, wenn die Atomkerne irgendwo im Inneren eines Sterns fusionieren oder in einer experimentellen Forschungsanlage. Sie muss wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt werden können; sie muss dauerhaft und verlässlich Strom produzieren und es braucht entsprechende Fusionskraftwerke überall auf der Welt.



Ich habe mich in der Vergangenheit schon intensiv mit der Kernfusion beschäftigt und will das hier nicht wiederholen. Ich habe erklärt, wie das überhaupt funktioniert, also wie man aus der Fusion von Atomkernen Energie gewinnen kann und wie das in Sternen wie unserer Sonne abläuft. Ich habe erklärt, wie man seit den 1950er Jahren die künstliche Kernfusion auf der Erde erforscht und welche Arten von Kernfusionsreaktoren man probiert zu bauen. Und schließlich auch die bisherige Geschichte dieser Projekte zusammengefasst und erklärt, wie Anlagen wie JET oder ITER probieren, Strom durch Kernfusion zu produzieren.

Die lange Geschichte der Kernfusionsforschung zeigt vor allem, dass die Sache nicht so einfach ist, wie manche sich das vorstellen. 1997 gelang es einem europäischen Forschungsprojekt im “Joint European Torus (JET)” kurzfristig eine Kernfusion zu starten, die 16 Megawatt an Energie produziert. Allerdings nur ein paar Sekunden lang und man musste 24 Megawatt an Energie reinstecken, um das zu schaffen. Nicht geeignet um damit ernsthaft Energie bereit zu stellen, aber das war auch nicht der Zweck. Bei JET ging es um reine Forschung, denn es ist schwer, einen Stern hier auf der Erde nachzubauen. Wenn man Wasserstoffatome fusionieren will, braucht man entweder so gewaltige Mengen davon wie in der Sonne. Oder, wenn man es im kleineren Maßstab erreichen will, sehr viel höhere Temperaturen als im Inneren eines Sterns, wo es ja durchaus nicht cool ist. Man muss den Wasserstoff auf 150 Millionen Grad aufheizen und dann diese absurd heiße Substanz irgendwie kontrollieren. Das geht nur durch entsprechend starke Magnetfelder. Die Bewegung eines elektrisch geladenen Plasmas aus Wasserstoff in einem Magnetfeld ist aber tendenziell chaotisch und das schafft mehr als nur ein paar Probleme.

JET im Jahr 1991 (Bild: EFDA JET, CC-BY-SA 3.0)

Es ist noch längst nicht raus, ob wir es überhaupt schaffen, die Kernfusion hier auf der Erde so in den Griff zu kriegen, um damit wirtschaftlich Energie zu erzeugen. Zuerst einmal müssen wir lernen, wie man Kernfusion dauerhaft hinkriegt und ob das überhaupt geht. Das soll der Versuchsreaktor ITER zeigen, der momentan in Frankreich gebaut wird. Die Fertigstellung hat sich verzögert, und zwar nicht, wie manche behaupten, wegen der komplizierten “EU-Bürokratie” oder weil sich Deutschland und Frankreich nicht einig werden konnten, wer Chef von ITER wird. Mit der EU hat ITER nichts zu tun; es ist ein internationales Projekt und die EU nur einer von vielen Partnern (neben den USA, Indien, Japan, Russland, Korea, China und einigen anderen Ländern). Es ist auch kein direktes Nachfolgeprojekt von JET; sondern geht auf einen Vertrag zwischen der Sowjetunion, der USA und Frankreich zurück, in dem 1988 eine Zusammenarbeit bei der zivilien Nutzung der Kernfusion beschlossen wurde. Dass ITER deutlich später fertig werden wird als geplant und deutlich teurer ausfällt als veranschlagt, hat natürlich mit den Problemen zu tun, die bei internationalen Großprojekten immer entstehen. Es müssen enorm viele politische Befindlichkeiten berücksichtigt werden und nicht immer landen die kompetentesten Menschen an den richtigen und wichtigen Positionen. Darüber hinaus ist ITER aber eben ein Projekt an der Grenze unseres Wissens. Es sind jede Menge technische Probleme aufgetaucht, mit denen niemand gerechnet hat und es werden mit Sicherheit noch Probleme zu lösen sein, von denen wir jetzt noch gar nicht wissen, dass wir sie lösen müssen.

ITER wird, wenn die Anlage einmal fertig ist, absolut nichts zur Energieversorgung der Menschheit beitragen. Es geht rein darum, die künstliche Kernfusion besser zu verstehen. Neue Techniken werden erprobt; das für die Fusion nötige Wasserstoffisotop Tritium soll beispielsweise bei nuklearen Reaktionen direkt im Kraftwerk erzeugt werden – etwas, was noch niemand ausprobiert hat. Und wenn ITER all das schafft, was zu schaffen die Anlage ausgelegt ist, dann werden wir immer noch keinen Strom damit in die Netze schicken können. Dann werden wir aber wissen, welche Technik der Kernfusion weiter erforscht werden soll. Neben ITER gibt es ja auch noch kleinere, andere Anlagen, die andere Methoden zur Kernfusion erforschen. Aber irgendwann werden wir – hoffentlich – wissen, welcher Weg vielversprechend ist. Dann ist das Projekt “DEMO” geplant: Mit dem bis dahin gewonnenen Wissen soll erforscht werden, wie man die Kernfusion sinnvoll einsetzen kann, um wirtschaftlich Energie zu erzeugen. Mehr kann man über DEMO kaum sagen; es ist ja noch nicht einmal klar, welche Kernfusionstechnik dort zum Einsatz kommen wird. Was man aber sagen kann: Auch DEMO wird keinen Strom für die Welt produzieren. Auch DEMO wird eine reine Versuchsanlage sein. Erst mit dem, was man dort erforscht und herausfindet, kann man sich an den Bau eines “echten” Kernfusionskraftwerk machen, dass dann tatsächlich – so wie die Kernkraftwerke heute – am Netz hängt und Strom für uns erzeugt.

Damit sollte eigentlich klar sein, dass die Kernfusion nichts mit der Klimakrise zu tun hat. Selbst wenn alles ab jetzt reibungsfrei und optimal läuft – und das wird es nicht, das ist bei solchen Projekten an der Grenze des Bekannten niemals der Fall! – dann wird das erste kommerziell einsetzbare Kernfusionskraftwerk allerfrühestens in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts ans Netz gehen. Realistischerweise kann man eher gegen Ende des Jahrhunderts damit rechnen und selbst dann wären wir noch weit davon entfernt, den weltweiten Bedarf an Energie aus der Kernfusion zu decken. Dazu müssten solche Kraftwerke nicht nur existieren, sondern auch überall gebaut und betrieben werden, was dann ein weiteres Mal dauert.

Dass mit dem Klima müssen wir aber schon viel früher lösen. Wir müssen bis 2050 klimaneutral werden und die Kernfusion kann uns dabei nicht helfen. Was nicht heißt, dass man die Forschung daran einstellen sollte. Ganz im Gegenteil: Die Kernfusion ist ein absolut wichtiges und faszinierendes Thema der Grundlagenforschung das wir definitiv verstehen sollten. Und wir sollten ebenso definitiv versuchen, die Kernfusion als saubere, klimafreundliche Energiequelle für uns zu nutzen. Energie werden wir auch in 100 Jahren noch brauchen, sofern wir bis dahin die Klimakrise unter Kontrolle gebracht haben.

Kernfusionsforschung ist wichtig und sollte eigentlich deutlich stärker als bis jetzt gefördert werden. Vor der Klimakrise wird sie uns aber nicht retten. Wer das behauptet, hat entweder keine Ahnung vom Thema oder will – wie so oft – mit der Aussicht auf wunderwirkende Zukunftstechnologie von den eigentlich dringend nötigen Klimaschutzmaßnahmen ablenken, die JETZT gesetzt werden müssen.

Die komplette Serie

Kommentare (65)

  1. #1 Captain E.
    12. Juli 2021

    Ja, die Kernfusion ist zu schwierig und die Entwicklung dauert zu lange, um rechtzeitig als Lösung dienen zu können. Hinzu käme natürlich die Akzeptanz. Wer Kernkraftwerke in ihrer Gefährlichkeit mit Kernwaffen gleichsetzt (gibt es viel zu viele!), wird auch seine Probleme haben mit einer neuen Art an Anlagen, die auf dem Prinzip der Kernfusion beruhen. Wer versteht schon den grundlegenden Unterschied zwischen Fusion und Spaltung?

  2. #2 knorke
    12. Juli 2021

    @Captain E
    Das verstehen die Leute glaub ich schon, den Unterschied.
    Ich befürchte nur, das Kopfkino für “Mehr Energie = größerer Bumm” sowie die Erkenntnis, dass auch bei Kernfusion etwas strahlt (hab nicht mehr genau im Kopf wie und was da warum strahlt) dürften selbst dann für Aufreger sorgen.
    Da das aber sowieo viel zu spät ist, ist es auch höchstens Teil einer langfristigen Lösung. Vielleicht, um AKW die dann noch laufen, langfristig abzulösen bzw. die Engpässe bei Bau und Recycling von Windrädern und Solaranlagen zu mindern, die man bis dahin ja wahrscheinlich auch irgendwie haben wird.
    Ich würds gerne noch erleben, dass das mit der Fusion überhaupt stabil funktioniert. Vorsichtig optimistisch hab ich noch bis in die 60er oder 70er des Jahrhunderts zu leben. Aber wer kann schon sagen, wann die eigene Uhr abgelaufen ist?

  3. #3 Primergy
    12. Juli 2021

    Wir können uns die Kernfusion bereits heute nutzbar machen, und zwar mit Photovoltaikanlagen. Oder wir nutzen ein Abfallprodukt davon und errichten ein paar Windräder, aber das wäre wohl alles zu einfach.

  4. #4 Captain E.
    12. Juli 2021

    @knorke:

    Das verstehen die Leute glaub ich schon, den Unterschied.

    Darauf wetten würde ich an deiner Stelle nicht. Die “Leute” sollten doch eigentlich auch wissen, dass ein laufendes oder selbst ein durchgehendes Kernkraftwerk etwas anderes ist als eine Kernwaffe. Viele zu viele haben dieselbe Angst vor beidem.

    Ich befürchte nur, das Kopfkino für “Mehr Energie = größerer Bumm” sowie die Erkenntnis, dass auch bei Kernfusion etwas strahlt (hab nicht mehr genau im Kopf wie und was da warum strahlt) dürften selbst dann für Aufreger sorgen.

    Mit “gesundem” Halbwissen wird es noch schwieriger. Wasserstoffbomben ist schlimmer als Atombomben, und die arbeiten doch auch mit Kernfusion, oder? Bei der Verschmelzung von Wasserstoffkernen wird übrigens Gammastrahlung frei. Neutronenstrahlung müsste es auch geben, weil ein Problem bei Fusionskraftwerken wäre, dass die Materialien aktiviert würden. Dies geschieht in der Regel mittels Neutronen.

    Reine Kernspaltungsbomben gibt es übrigens heute kaum noch. So etwas steckt dieser Tage nur noch als Zünder in den Wasserstoffbomben drin.

    Da das aber sowieo viel zu spät ist, ist es auch höchstens Teil einer langfristigen Lösung. Vielleicht, um AKW die dann noch laufen, langfristig abzulösen bzw. die Engpässe bei Bau und Recycling von Windrädern und Solaranlagen zu mindern, die man bis dahin ja wahrscheinlich auch irgendwie haben wird.

    Das Recyling-Problem bei Windrädern ist bereits da und wird ständig größer.

    Auch wenn die Japaner mit ihrer Schlampigkeit in Fukushima Daiichi die Laufzeitverlängerung – von einem Neubau war selbst zu dem Zeitpunkt nicht die Rede – der deutschen Anlagen atomisiert haben, so sollte man natürlich darüber nachdenken. Eine gesellschaftliche Akzeptanz sehe ich freilich nicht. Da mag sich ein neuartiges Konzept wie der Dual-Fluid-Reaktor noch so interessant anhören, für die meisten wäre es trotzdem ein “böses Atomkraftwerk”, das uns alle verstrahlte.

    Ich würds gerne noch erleben, dass das mit der Fusion überhaupt stabil funktioniert. Vorsichtig optimistisch hab ich noch bis in die 60er oder 70er des Jahrhunderts zu leben. Aber wer kann schon sagen, wann die eigene Uhr abgelaufen ist?

    Ja, die üblichen 50 Jahre! Das wird für mich kaum noch reichen…

  5. #5 Jan
    12. Juli 2021

    @Primergy:
    Wenn du Photovoltaik und Windenergie als “Kernfusion” zählst, dann doch sicherlich auch Biomasse. Und warum dann nicht auch sehr alte Biomasse, aka Kohle, Erdöl, und Erdgas. Dann bleiben nicht mehr viele Energiequellen übrig, die nicht “Kernfusion” sind. Spontan würden mir nur Kernspaltung, Geothermie, und Gezeitenenergie einfallen. (Und die ersten beiden haben auch einen gewissen Anteil “Kernfusion”.)

  6. #6 Primergy
    12. Juli 2021

    @Jan
    Dein Einwand zeigt, dass auf diesem Planeten mehr als genug Kernfusionsenergie in verschiedenen Speicherformen vorhanden ist, weswegen wir richtige Kernfusion erst recht nicht brauchen. Wir haben sogar den Luxus, dass die Speicher teilweise sogar CO2-Neutral sind.

    Aus energietechnischen Gründen brauchen wir ITER und seine Freunde nicht, wir brauchen sie allein aus Ego-Gründen (“Sieh, der Mensch hat die Sonne auf die Erde gehohlt!”) und weil der menschliche Forscher- und Schaffensdrang irgendwo kanalisiert werden muss. Da sind mir Kernfusionskraftwerke dann aber auch lieber als Porsches und andere Ego-Objekte.

  7. #7 Captain E.
    12. Juli 2021

    @Primergy:

    Wir können uns die Kernfusion bereits heute nutzbar machen, und zwar mit Photovoltaikanlagen. Oder wir nutzen ein Abfallprodukt davon und errichten ein paar Windräder, aber das wäre wohl alles zu einfach.

    Ja, und? Genau das geschieht doch zurzeit. Die Frage ist allerdings, wo solche Anlagen überall hinkommen müssten, und wie das finanziert würde. Es ist ja nicht so, als ob das ein triviales Problem wäre.

    Umgekehrt kann aber sehr gut sein, dass die Kernfusion, könnten wir jetzt bereits Kraftwerke bauen, gar keine Nische mehr hätte. So eine Anlage wäre zwangsläufig ziemlich teuer. Als reine Reserve für dunkle und windstille Tage wäre so etwas mit Sicherheit unrentabel.

  8. #8 Bullet
    12. Juli 2021

    Hab ich eigentlich irgendwas verpaßt? Florian (um)-schreibt:

    [Die Kernfusion] soll in Zukunft quasi beliebig viel Energie erzeugen, umweltfreundlich, nachhaltig und vor allem klimaneutral. All die schmutzigen Treibhausgasse, die wir heute bei unserer Energieproduktion erzeugen, wären dann weg. Wir müssen uns auch nicht mehr einschränken; dank der Kernfusion hätten wir ja jederzeut genügend klimafreundliche Energie zur Verfügung.

    Das (also diese Vorstellung) ist natürlich grob irreführend an der Grtenze zu “grob falsch”. Denn wenn es irgendetwas gibt, was durch keine – also absolut gar keine – Methode irgendwie verhindert werden kann, dann ist es die Produktion von Abwärme. Wenn niemand sich jemals wieder Gedanken machen muß über pöse Chemikalien, die dafür sorgen, daß eingestrahlte Sonnenenergie wieder losgeworden wird, wieso sollte es irgendjemandem jemals einfallen, daß ungeheure Mengen an Abwärme, die bei jedem Betrieb von elektrischen Geräten entstehen, auch irgendwie abgeführt werden müssen? Noch dazu, wo es keinen Anreiz mehr gäbe, den Wirkungsgrad elektrischer Anlagen zu erhöhen (und damit den Anteil der Abwärme zu reduzieren), weil Energie ja jetzt kostenlos ist.

    Es gibt inzwischen wegen der im öffentlichen Bewußtsein gaanz langsam einsickernden Nachteile der Datenverschwendung und der gierigen Aufnehmer dieser Daten von… äh … “Interessenten” das Wort “Datensparsamkeit”. Genauso sollten wir alle vielleicht mal das Wort “Energiesparsameit” in unser Bewußtsein aufnehmen. In der Art von “die meisten Leute brauchen keinen elektrischen Dosenöffner” oder “Strecken von ~10 km kann man auch mit dem Rad zurücklegen (wenns nicht grad regnet oder stürmt/schneit)”.
    die Idee, unbegrenzt “saubere” Energie zur Verfügung zu haben, ist nicht nur nicht durch physikalische Realität gedeckt, sondern auch ein Wunschbild, das aus der Verschwendungssucht der Menschen und ihrer Unwilligkeit, sich auch nur ein kleines Bißchen einzuschränken, ergibt. Selbst wenn es um ihr eigenes Überleben geht.

    Kernfusion ist keine Lösung.

  9. #9 Jan
    12. Juli 2021

    @Primergy:
    Es spielt doch keine Rolle ob etwas “Kernfusion” ist oder nicht. Daher halte ich den ersten Satz deines Kommentars für einen offensichtlichen Fehlschluss. Relevant sind andere Parameter, wie z.B. Nachhaltigkeit (inklusive CO2-Neutralität), Skalierbarkeit, Steuerbarkeit, Wirtschaftlichkeit. Kernfusion im Sinne von ITER hätte potentiell gegenüber Photovoltaik und Windenergie Vorteile bezüglich mancher dieser Parameter.

  10. #10 Wizzy
    12. Juli 2021

    @Bullet
    Was die Abwärme betrifft, könnten wir unsere Primärenergieproduktion mindestens verhundertfachen, wenn wir dafür die Treibhausgaslevel z.B. durch Nullemission langsam sinken lassen, und dabei trotzdem das 1,5-Grad-Ziel einhalten. Da ist noch sehr viel Luft nach oben, denn Abwärme liegt derzeit grob bei 0,07 W/m² der anthropogene Antrieb durch Treibhausgase bei 2,5 W/m². Ein paar tausend Kernfusionskraftwerke fielen in der Bilanz kaum auf.

  11. #11 hwied
    12. Juli 2021

    Die Kernfusion ist theoretisch durchdacht und dabei sollte auffallen, dass der Großteil der freiwerdenden Bindungsenergie als Neutronen auftreten. Wie man die langfristig einsperren und nutzen will, das ist mir ein Rätsel.
    Jan ,Primergy
    eine ganz einfache Methode um CO2 zu verringern hat man vergessen.
    Ätzkalk entsteht durch das Brennen von Calziumkarbonat nach der Formel
    CaCO³ zerfällt bei 800 grad in CaO + CO²
    Die Bauindustrie sollte sich etwas einfallen lassen, das CO² zu binden.

  12. #12 René
    Halle/Saale
    12. Juli 2021

    Wenn man irgendwann eventuell mal Kernfusion zur Energiegewinnung einsetzen kann, dann könnten wir Photovoltaik und Windkraft, sowie die Speicherkapazitäten ja auch wieder zurückbauen. Bis es aber soweit ist, wird noch viele viele Jahrzehnte, wenn nicht sogar Jahrhunderte ins Land ziehen. Eventuell stellen wir aber auch fest, dass es technisch einfach nicht möglich ist die Sonne auf Erden kontrolliert zu zünden. Das Thema sollten wir dennoch nicht ad acta legen, denn zum einem hilft es uns die Physik dahinter besser zu verstehen und zum anderen, weiß ja noch niemand, dass es nicht vielleicht doch möglich ist.

  13. #13 Thomas
    12. Juli 2021

    Ich sage immer, selbst wenn Morgen die fertigen Baupläne für einen Fusionsreaktor aus einem UFO fallen, würde es locker 20 Jahre dauern bis wir die Technik sinnvoll nutzen können und ausreichend davon gebaut bekommen damit es eine Rolle spielt.

    Für alle “Technologie X wird uns retten” Themen gilt das wir die Zeit nicht haben darauf zu warten. Wir müssen hochskalieren was wir die letzten 30 Jahre optimiert und entwickelt haben. Das sind Solar und Wind, vielleicht selektiv Wasserkraft und Geothermie.

    Der Bereich wo wir jetzt wirklich in die Gänge kommen müssen sind Energiespeicher. Dieser Baustein zur Energiewende wird nach wie vor sträflich vernachlässigt. Wenn wir irgendwann in ein paar Jahrzehnten Fusionskraft haben sollten ist das großartig, aber bis dahin muß die Energiewende längst passiert sein.

  14. #14 Captain E.
    12. Juli 2021

    @hwied:

    Die Kernfusion ist theoretisch durchdacht und dabei sollte auffallen, dass der Großteil der freiwerdenden Bindungsenergie als Neutronen auftreten. Wie man die langfristig einsperren und nutzen will, das ist mir ein Rätsel.

    Gib nicht schon wieder den Sokrates, hwied, und antworte dir selbst. Ein Physiklehrer wie du schafft das schon alleine.

    eine ganz einfache Methode um CO2 zu verringern hat man vergessen.
    Ätzkalk entsteht durch das Brennen von Calziumkarbonat nach der Formel
    CaCO³ zerfällt bei 800 grad in CaO + CO²
    Die Bauindustrie sollte sich etwas einfallen lassen, das CO² zu binden.

    Und was sollte man damit sinnvollerweise tun? Da könntest du ja genauso fordern, dass alle Gas- und Kohlekraftwerksbetreiber sich etwas einfallen lassen sollten, das Kohlendioxid zu binden. Und natürlich stößt die Zementindustrie allein deshalb viel davon aus, weil in den Öfen gewaltig geheizt werden muss. Das Kohlendioxid aus der von dir beschriebenen chemischen Reaktion dürfte da ein kleinerer Teils sein.

    Lustigerweise ist die Zement- neben der Aluminiumindustrie eine Option für die moderne Stromversorgung. Beide können ihre Anlagen ohne größere Probleme für eine Weile abschalten. Als sogenannte “Lastabwurfkunden” stellen sie damit virtuelle Reservekraftwerke dar. Hört so eine Anlage auf, Strom aus dem Netz zu ziehen, ist das so, als ginge ein Reservekraftwerk ans Netz.

  15. #15 DasOlli
    12. Juli 2021

    Wer zusätzlich zu Florian mehr Infos zum Stand der Kernfusionsforschung haben möchte… dem seinen die Videos mit Hartmut Zohm ans Herz fusioniert 😉

  16. #16 RainerO
    12. Juli 2021

    @ Captain E.
    Wobei die Lastabwurfkunden ja nur Spitzen glätten sollen und ihr Zeug dann halt etwas später produzieren. Für die CO₂-Bilanz hat das keine Auswirkungen. Wohl aber auf unser aller Geldbeutel, weil die Unternehmen für die Abschaltung entschädigt werden.

  17. #17 hwied
    12. Juli 2021

    Captain E,
    du weißt aber schon was eine rhetorische Frage ist.
    Das Problem besteht darin, dass Neutronen jedes Material mürbe machen. Darum ist die Kernfusiion technisch betrachtet nicht zu händeln.
    auch bei dem Beispiel mit dem Kalkbrennen hatte ich gehofft, dass die Mitleser auch mal rückwärts denken.
    Mit Calziumhydroxid kann man der Luft das CO² entziehen. Ca(OH)² + CO² ergibt CaCO³ + H²O
    Man muss nur das Calzium auf eine andere Art gewinnen als aus dem Kalkstein. Hier ist mal deine Intelligenz gefordert !

  18. #18 Echt?
    12. Juli 2021

    Megawatt ist leider keine Einheit für Energie.

  19. #19 Captain E.
    12. Juli 2021

    @RainerO:

    Wobei die Lastabwurfkunden ja nur Spitzen glätten sollen und ihr Zeug dann halt etwas später produzieren. Für die CO₂-Bilanz hat das keine Auswirkungen. Wohl aber auf unser aller Geldbeutel, weil die Unternehmen für die Abschaltung entschädigt werden.

    Zementwerke produzieren sicherlich später. Aluminiumwerke produzieren unter Umständen weniger, denn die stehen natürlich unter Preisdruck. Ob deine Anlage stillsteht, weil du dein Produkt nicht abgesetzt bekommst, oder weil du dafür bezahlt wirst, macht für deine Bilanz schon einen Unterschied.

    Unser Geldbeutel sollte nicht allzu stark belastet werden, denn wenn ein Lastabwurfkunde in die Bresche springt, sollte das allemal billiger sein, als wenn ein Reservekraftwerk hochgefahren wird, das immer da steht, aber nur selten läuft. Auch wenn ein Kraftwerk vom Netz gehen muss und dadurch fehlt, bekommt nicht dieses das Geld, sondern der Lastabwurfkunde. Kurz gesagt: Wer den Strom zur Verfügung stellt, wird bezahlt.

    Aber klar, mit der CO₂-Bilanz hat das nicht viel zu tun.

  20. #20 Captain E.
    12. Juli 2021

    @Echt?:

    Megawatt ist leider keine Einheit für Energie.

    Du meinst, oben im Artikel? Stimmt, so wie es da steht, sind es Leistungsangaben. Fehlt da vielleicht ein “…stunden” oder “…sekunden”?

  21. #21 Captain E.
    12. Juli 2021

    @hwied:

    du weißt aber schon was eine rhetorische Frage ist.

    Sicher, und deshalb kannst du dir deine Frage doch sicherlich auch selber beantworten, oder?

    Das Problem besteht darin, dass Neutronen jedes Material mürbe machen. Darum ist die Kernfusiion technisch betrachtet nicht zu händeln.

    Was ist dann mit den Anlagen eines Kernkraftwerks nach dem Prinzip der Kernspaltung? Lassen die sich dann auch nicht “händeln”?

    auch bei dem Beispiel mit dem Kalkbrennen hatte ich gehofft, dass die Mitleser auch mal rückwärts denken.
    Mit Calziumhydroxid kann man der Luft das CO² entziehen. Ca(OH)² + CO² ergibt CaCO³ + H²O
    Man muss nur das Calzium auf eine andere Art gewinnen als aus dem Kalkstein. Hier ist mal deine Intelligenz gefordert !

    Ja, ich sehe deinen Denkfehler. Du auch? Und nein, das ist nicht rhetorisch!

  22. #22 schorsch
    12. Juli 2021

    Die Produktion von Calziumhydroxid wird durchaus wirtschaftlich genutzt. Wir (mein Arbeitgeber) betreiben neben unserem Gaskraftwerk eine Anlage, welche aus Kreide, versetzt mit dem CO2 des Kraftwerkabgases , hauptsächlich CO2-Emissionszertifikate, zu einem kleineren Teil unter Zuführung von Schwefelsäure aber auch Gips produziert.

    Ein durchaus lukrativer Ablasshandel, welcher – dem Wohle der Allgemeinheit dienend und zu sehr geringen volkswirtschaftlichen Kosten – unsere CO2-Produktion in keiner Weise negativ beeinflusst, aber dank frei handelbarer Emissionsrechte CO2-bedürftigen Dritten das Recht gibt, dieses zusätzlich zu produzieren.

  23. #23 Chemiker
    12. Juli 2021

    Schorsch, ich bin verwirrt. Kreide ist Calciumkarbonat, bereits mit CO2 gesättigt. Gut, man könnte wie in einem Karstgebiet noch Ca(HCO3)2 daraus machen, dann würde es Kohlendioxid aufnehmen, aber das ist nicht grad stabil, was macht Ihr denn damit? Kohlendioxid aufnehmen tut ja vor allem der gebrannte oder auch der gelöschte Kalk, den wir für Zement benötigen. Aber, da war ja vorher CO2 drin, dass man beim brennen austreiben muss. Netto gewinnt man da erst einmal nix, oder?
    Diese ganze CCS-Ka … -Idee, die im wesentlichen ja auch einer der Vorschläge ist, die Lösungen in der Zukunft versprechen um jetzt nicht handeln zu müssen, krankt vor allem daran, dass das CO2 in der Atmosphäre doch ziemlich stark verdünnt ist. Das macht es entropisch ‘teuer’, es zu sammeln um es zu deponieren. Und entropisch teuer heißt auch, man braucht bannig viel freie Energie dazu. Abgesehen von einer genialen Vorrichtung, die es schafft, unter Nutzung von Lichtenergie diesen verdünnten Kohlenstoff einzusammeln und Baumaterial daraus zu generieren – man nennt es ‘Baum’ – sehe ich praktisch keine sinnvolle Möglichkeit. Anders sieht es aus, wenn man eine Quelle mit höherem CO2 Gehalt hat die man abschöpfen kann. Direkt im Abgas eine Kohlekraftwerkes zum Beispiel. Ob dass dann sinnvoller ist als Solar und Wind möchte ich bezweifeln. Aber, da wir auf absehbare Zeit sicherlich immer noch Beton benötigen werden, ist an der Stelle vielleicht etwas drin. Aktuell wird kohlenstoffhaltiges Zeugs verbrannt um das CO2 aus Kalkstein oder auch Kreide auszutreiben. Dann hat man also doppelt CO2, Brennstoff und Kalk als Quellen. Wenn man an der Stelle auf alternative Wärmequellen umsteigt, CO2-frei, und das CO2 aus dem Kalk an dieser Quelle einfängt, dann gewinnt man tatsächlich etwas. Der gegossene Beton holt sich das fehlende CO2 ganz gemächlich aus der Luft und das konzentriert im Ofen anfallende CO2 bekommt man sinnvoll in die Finger. Langfristig könnte das aber auch ein anderes Problem lösen: Wir werden damit leben müssen, dass jedes fossile Kohlenstoffatom, das wir födern, irgendwann in der Atmosphäre landet. Auch Recycling verzögert das nur, verhindert es nicht. Wir werde also hoffentlich irgendwann mit dem ausbuddeln von Kohlenstoff aufhören. Aber für einige Prozesse brauchen wir den, ohne Kohlenstoff wird aus Eisen kein Stahl, gibt es kaum Kunststoffe und auch viele Medikamente nicht. Etliche Konzepte wie e-fuels und ander benötigen auch Kohlenstoff. Woher dann? Neben Pflanzen als Quellen könnte da eine klimafreundliche Zementherstellung IMHO wirklich einen Zusatznutzen bringen.

  24. #24 Adam
    Berlin
    12. Juli 2021

    @Chemiker

    Sehr interessanter Beitrag.

  25. #25 Echt?
    12. Juli 2021

    Das CO2 gelangt allerdings nur in die Randzonen der Bauteile.

  26. #26 hwied
    12. Juli 2021

    Chemiker
    ” krankt vor allem daran, dass das CO2 in der Atmosphäre doch ziemlich stark verdünnt ist.”
    das ist es, deswegen nehmen wir uns die Natur zum Vorbild, die mit Regenwasser aus CO² H²CO³ macht, was wir Kohlensäure nennen. Nur mal zum Einstieg in die Vorgänge in der Natur.

  27. #27 hwied
    12. Juli 2021

    Captain E,
    die thermischen Neutronen sorgen für die Kernspaltung. Das fällt bei der Kernverschmelzung weg.

  28. #28 schorsch
    13. Juli 2021

    Chemiker, ich kann deine Verwirrung nachvollziehen. Bzw. dummerweise kann ich’s nicht, weil ich – eben kein Chemiker bin.

    Wir benötigen Kreide als Papierfüllstoff. Die wurde früher so geliefert. Heute wird ein Vorprodukt geliefert, mittels der Kraftwerksabgase aufgepimpft und dann als Kreide ins Papier gegeben.

    Unterwegs entstehen dabei Emissionszertifikate. Aber auch diesen Prozeß kann ich mittels meiner Fachkenntnis (IT-Idiot) leider nicht nachvollziehbar erklären.

  29. #29 Captain E.
    13. Juli 2021

    @schorsch:

    Chemiker, ich kann deine Verwirrung nachvollziehen. Bzw. dummerweise kann ich’s nicht, weil ich – eben kein Chemiker bin.

    Wir benötigen Kreide als Papierfüllstoff. Die wurde früher so geliefert. Heute wird ein Vorprodukt geliefert, mittels der Kraftwerksabgase aufgepimpft und dann als Kreide ins Papier gegeben.

    Unterwegs entstehen dabei Emissionszertifikate. Aber auch diesen Prozeß kann ich mittels meiner Fachkenntnis (IT-Idiot) leider nicht nachvollziehbar erklären.

    Ja, das erklärt es. So macht das Ganze natürlich Sinn.

    Und ja, ich bin auch ITler. 🙂

  30. #30 Captain E.
    13. Juli 2021

    @hwied:

    die thermischen Neutronen sorgen für die Kernspaltung. Das fällt bei der Kernverschmelzung weg.

    Ich sehe schon, dass du auf einem guten Weg bist. Nur Mut, du wirst schon noch verstehen, was mit den Neutronen passiert, die in einem Fusionsreaktor frei werden.

    Und übrigens, eines haben beide Reaktortypen gemeinsam: Die Baumaterialien schlucken einen Teil der Neutronen und verändern sich dadurch. Das ist nicht schön, aber letztlich kaum zu vermeiden. Es gibt allerdings schlimmere Probleme im Leben.

    Aber nun frisch auf ans Werk: Was wird in einem Fusionsreaktor mit den Neutronen geschehen, die nicht auf die Art und Weise verschwinden?

  31. #31 Captain E.
    13. Juli 2021

    @hwied:

    das ist es, deswegen nehmen wir uns die Natur zum Vorbild, die mit Regenwasser aus CO² H²CO³ macht, was wir Kohlensäure nennen. Nur mal zum Einstieg in die Vorgänge in der Natur.

    Und jetzt erklärst du uns einfach noch, wie du damit einen effizienten und Energie sparenden technischen Prozess hinbekommen willst, das CO₂ aus der Atmosphäre heraus zu bekommen.

    Vergiss nicht, dass Mutter Natur mit dem Verfahren zwar in Karstgebieten riesige Kavernen aushöhlt und Stalaktiten und Stalagmiten bildet, aber das geht nicht wirklich schnell – höchstens in geologischem Maßstab gesehen.

  32. #32 Chemiker
    13. Juli 2021

    Hi schorsch, das gibt jetzt einen Sinn für mich. Vermutlich ist der von Dir genannte Rohstoff gebrannter oder gelöschter Kalk (CaO oder Ca(OH)2 ) und mit dem filtert ihr die Abgase Eures eigenen Kleinkraftwerkes. In neutralem Wasser löst sich CO2 nicht all zu gut und vor allem, es bildet sich praktisch keine Kohlensäure., Dafür braucht es alkalische Medien und die entstehen so. Zusätzlich kann man die Anlage so steuern, dass die gebildeten Stoffe, Gips und Kreide nicht mehr löslich sind und als feines Pulver ausfallen, damit verschiebt man die Gleichgewichte so dass die Sache rund laufen kann. Vor allem sicherlich den dort mit freigesetzten Schwefel – denn da gibt es ein Gesetz aus früheren Zeiten (damals, als es das erste Waldsterben gab und die ideologischen Rauchbomben “Verbotsrepublik” und “marktwirtschaftliche Lösung” noch nicht so stark brannten) das den Schwefelausstoß oberhalb eines Grenzwertes einfach verbot. Ab da mussten alle Anlagen, in denen durch Verbrennung von Fossilem-C auch Schwefeloxide mit emittiert wurde, mit Schwefelabscheidern ausgestattet werden. Seit dem ist Gipsbergbau nicht mehr so attraktiv und das ist auch gut so. Als Nebeneffekt, der bei Euch wohl zum Hauptzweck geworden ist, kann man an der Quelle (am Auspuffrohr eines Kraftwerkes kommt ja viel CO2 raus, da ist es viel einfacher das einzusammeln als aus der Luft) auch das CO2 mit dem Ca zu Kalziumkarbonat machen. Und das ist für einige hochwertige Druckpapiere ein begehrter Füllstoff – weiß, lichtecht, nicht so faserig. Und klar, damit entlastet ihr Euer CO2 Budget, denn für das Kraftwerk werden keine Emissionszertifikate benötigt. Allerdings steckt im gebrannten Kalk hoffentlich der Preis für die bei seiner Herstellung freigesetzten CO2 Mengen. Per Saldo bringt das dann am Ende so auch nicht viel, aber es verschlimmert die Situation auch nicht mehr zusätzlich. Hat zwar aller nicht mehr viel mit Fusion zu tun, fand ich aber trotzdem spannend. Danke für die Einblicke, hat mir Spaß gemacht.

  33. #33 hwied
    13. Juli 2021

    Captain E,
    In einem Siedewasser Reaktor z.B. schluckt eben das Reaktordruckgefäß nur sehr wenige Neutronen.
    Das ist doch das Geheimnis, wie der Reaktor funktioniert.
    In den Uranstäben befindet sich Uran. Jetzt entweicht ein einzelnes Neutron diesem Uranstab. Es durchquert das Wasser zwischen den 192 Uranstäben
    wird dabei abgebremst. Das Wasser hat hierbei eine doppelte Aufgabe, es erwärmt sich dabei, es verwandelt die Bewegungsenergie des Neutrons in Wärme und gleichzeitig wirkt das Wasser als Moderator, d.h. es macht aus einem schnellen Neutron ein langsames Neutron. Jetzt erreicht das langsame Neutron den nächsten Uranstab.
    Da gibt es mehrere Möglichkeiten.
    1. Es trifft auf ein U 235 Atom. Das Atom wird gespalten, meistens in Barium und Krypton. Dabei entstehen zwei neue Neutronen, die dann in dem Uranstab eine Kettenreaktion auslösen, eine geregelte Kettenreaktion und dabei wird das Wasser heiß. Wenn alles genau berechnet ist, bleiben fast alle Neutronen im Reaktordruckgefäß.
    Was auch passieren kann, das Neutron wird von U 238 eingefangen, und dort verwandelt sich das Neutron in ein Proton und es entsteht Pu 239, was unerwünscht ist.
    Ich habe jetzt mal auf die Fachbegriffe verzichtet,
    Ich wollte zeigen, dass eben die meisten Neutronen in den Kernstäben verbleiben und nicht nach außen gelangen.

  34. #34 hwied
    13. Juli 2021

    Captain E,
    Du bist nicht im Hotel Mama, wo dir fertige Lösungen präsentiert werden.
    einige unserer Mitkommentatoren haben keine Chemie studiert. Denen muss man erst mal klar machen, dass wir es mit Salzen zu tun haben, die sich im Wasser auflösen können, dass Salze aus einem Metall bestehen und einem Säurerest. In unserem Falle ist das Metall das Calzium und der Säurerest ist das CO³.
    In dem Säurerest ist das CO² gebunden.
    Für Laien: CaCO³ ist Kalkstein.
    Weil die Menschen bequem sind, erhitzen sie diesen Kalkstein, dabei tritt das CO² aus und den gebrannten Kalk kann man als Baustoff verwenden.
    Das hatten wir alles schon.
    Was wir noch nicht hatten, wie bekommt man das CO² aus der Luft.
    Das machen die Pflanzen für uns. Schande über alle Verkehrspolitiker, die immer noch Bäume fällen.
    Und zweitens macht das der Regen, der CO² aus der Luft auswaschen kann.

    Was machen wir also, riesige Waschanlagen für Verfahren , wo CO² entsteht.
    Das CO² oberhalb der Wokengrenze und durch Flugzeuge erzeugt ,wird damit nicht erreicht.

  35. #35 Captain E.
    13. Juli 2021

    @hwied:

    Das hast du jetzt schon mal sehr schön zusammengefasst. Aber klar ist, dass man schlicht und einfach nicht verhindern kann, dass ein Teil der Neutronen auf die Materialien trifft, aus denen der Reaktor besteht. Und übrigens, die Nachzerfallswärme der Spaltprodukte wird natürlich im Betrieb auch genutzt, das Wasser heiß zu machen. Gefährlich wird die nur, wenn die Steuerstäbe reingehen und der Reaktor somit herunter gefahren wird, weil sie natürlich auch dann noch entsteht.

    Du kannst aber doch sicherlich noch ein paar Fragen beantworten, vor allem dir selber:

    Warum ist Pu-239 “unerwünscht”? Was geschieht mit dem Pu-239, das in den Brennelementen entsteht?

    Was geschieht mit den bei der Kernfusion freiwerdenden Neutronen in einem Fusionsreaktor?

  36. #36 Captain E.
    13. Juli 2021

    @hwied:

    Du bist nicht im Hotel Mama, wo dir fertige Lösungen präsentiert werden.

    Nun ja, du bist ja schon nicht allzu beschlagen in Physik, aber jetzt wagst du dich gerade auf das schlüpfrige Terrain der Chemie. Da erwartet wirklich niemand etwas von dir.

    einige unserer Mitkommentatoren haben keine Chemie studiert. Denen muss man erst mal klar machen, dass wir es mit Salzen zu tun haben, die sich im Wasser auflösen können, dass Salze aus einem Metall bestehen und einem Säurerest. In unserem Falle ist das Metall das Calzium und der Säurerest ist das CO³.
    In dem Säurerest ist das CO² gebunden.
    Für Laien: CaCO³ ist Kalkstein.

    Ja, das kann man so stehen lassen. Nicht, dass jedes Salz automatisch wasserlöslich wäre.

    Weil die Menschen bequem sind, erhitzen sie diesen Kalkstein, dabei tritt das CO² aus und den gebrannten Kalk kann man als Baustoff verwenden.
    Das hatten wir alles schon.

    Ja, hatten wir. Erklärst du uns aber auch noch deinen Denkfehler bei deiner “Idee”, Kalkstein auf anderem Wege zu beschaffen? Mach es lieber selbst, bevor es für dich noch peinlicher wird.

    Was wir noch nicht hatten, wie bekommt man das CO² aus der Luft.
    Das machen die Pflanzen für uns. Schande über alle Verkehrspolitiker, die immer noch Bäume fällen.

    Nun werd mal nicht polemisch! Deutschland wächst eher zu, als dass es entwaldet wird. Und Bäume im Straßenraum werden einfach nicht so alt wie im Wald. Wenn sie Straßen und Bürgersteige beschädigen, sind sie irgendwann fällig, und bei ausgedehnten Tiefbauarbeiten werden sie in der Regel auch nicht überleben, einfach weil zu viel Wurzelwerk beschädigt würde.

    Besser wäre es natürlich, wenn man möglichst viele Bäume fällte und das Holz dann untertage endlagerte. Damit könnte man wirklich viel Kohlenstoff aus der Umwelt entfernen.

    Und zweitens macht das der Regen, der CO² aus der Luft auswaschen kann.

    Das macht der, aber wie du ja selber gelesen hast, klappt das mit alkalischen Lösungen viel besser. Normaler Regen sollte einen pH-Wert von 7 oder sogar kleiner haben. Effizient ist das nicht.

    Aber du weißt ja, dass eine Menge CO₂ von den Meeren aufgenommen wurde, verbunden allerdings mit einer Versauerung des Meerwassers, was schlecht für Lebewesen mit Kalkhüllen ist.

    Was machen wir also, riesige Waschanlagen für Verfahren , wo CO² entsteht.

    Daran wird geforscht, aber ohne einen entsprechenden Einsatz von Material und Energie wird es nicht gehen. Und am Ende bleibt die Frage: Wohin mit dem ganzen CO₂?

    Das CO² oberhalb der Wokengrenze und durch Flugzeuge erzeugt ,wird damit nicht erreicht.

    Das ist auch relativ irrelevant. Mittel- bis langfristig gleicht sich so etwas ohnehin aus.

  37. #37 Chemiker
    13. Juli 2021

    Etwas zum Neutronenrätsel bei der Kernfusion.

    Die Neutronen tragen einen hohen Anteil der im Fusionsprozess entstehenden Energie aus dem Plasma heraus. Das ist auch gut so, denn die werden als neutrale Teilchen nicht in der magnetischen Falle gefangen. Würde die Fusionsenergie weitgehend im Plasma bleiben wären die Regelungsprozesse ja noch problematischer, dann würde sich das exponentiell aufheizen. Diese Neutronen sind dann allerdings üble Burschen, zum einen verspröden sie in der Tat Werkstoffe. Aber, wir schon angemerkt ist das auch in den Fissionskraktwerken bekannt, erforscht und beherrschbar. Man muss einige der tragenden Teile dann nach einer gewissen Bestrahlungszeit austauschen. Teuer, aber machbar. Problematischer ist dann die Neutronenaktivierung. Neutronen können in Kerne eindringen und sie schwerer machen, und dabei oft auch radioaktiv. Hat bei den bisherigen Fissionskraftwerken in den Planungen keine Rolle gespielt, denn einerseits war damals noch “Unser Freund, das Atom!” alles ein wenig blauäugiger, andererseits produziert so ein Reaktor mit den Spaltprodukten jede Menge längerlebige Radioaktivität, da waren die Strukturbauteile einfach nicht so im Fokus. Das mit dem Einfangen ist allerdings von Kern zu Kern unterschiedlich. Da wir vermutlich ohne Eisen nicht auskommen werden fangen die Überlegungen hier an. Eisen wird aktiviert. Der häufige Kern ist FE-56. Der kann problemlos zwei Neutronen dazu bekommen und bleibt stabil. Das dritte Neutron macht ihn dann als FE-59 radioaktiv, aber mit einer Halbwertszeit von 44 Tagen. Das ist kein Problem, zumal mehrfaches Einfangen eher selten ist. Aber die 6% FE-54 sind blöd, die werden zu FE-55 mit einer Halbwertszeit von knapp drei Jahren. Das ist immer noch angenehm wenig, denn man kann davon ausgehen, dass aktiviertes Eisen nach 10 bis 20 Halbwertszeiten nicht mehr problematisch ist, je nachdem, wie hoch die Aktivierungen sind. Leider mag kein Ingenieur mit reinem Eisen arbeiten, es werden andere Elemente für Legierungen benötigt. Es gibt daher ein aktives Forschungsgebiet, bei dem nach der möglichen Kernaktivierung Legierungselemente ausgeschlossen werden. Nickel zum Beispiel ist blöd, da bekommt man ein Isotop mit einer Halbwertszeit von 76000 Jahren, das ist zum Ablagern lassen echt zu lang. Mach mal einen guten Stahl ohne Nickel und noch ein paar andere wichtige Elemente. Hab z.B. mal eine Legierungszusammensetzung mit etlichen Prozenten Yttrium dafür gesehen, ziemlich exotisch. Diese Fusionsstähle muss man dann natürlich noch genauer metallurgisch untersuchen und dann ihre Beständigkeit gegen Neutronenversprödung untersuchen. Wird gemacht. …

  38. #38 hwied
    13. Juli 2021

    Captain E
    ….alkalische Lösungen….na endlich . Unsere Luftfilter müssen also mit alkanischen Flüssigkeiten arbeiten..

    Und was jetzt den Kalksteinersatz betrifft, da bin ich auf folgende Idee gekommen.
    Anorthit ist ein Mischkristall, welches neben Calzium auch Aluminium und Silizium enthalt.
    Man nennt es auch Kalkfeldspat und gehört zu den häufigsten Bestandteilen unseres Gesteines.
    Wenn man jetzt eine Technologie schafft, die dieses Gestein spaltet, dann bekäme man reines Calzium, das man für die Herstellung von Carbonaten verwenden kann. Calziumcarbonat heißt auch Kalk und den verwenden wir in den Bauinsdustrie. Das notwendige CO2 holen wir aus der Luft und das Calzium holen wir aus dem Kalkfeldspat. Die notwendige Energie holen wir dann natürlich aus der Kernfusion.
    Reine Luft aus Erde, ein schönes Schlagwort.

  39. #39 Chemiker
    13. Juli 2021

    Das ist die eine Seite, gilt auch für andere Komponenten wie die innere Wand, derzeit aus Kohlenstoff – mäßig gut – Silizium wäre viel besser, hält aber nicht so lange. Wolfram geht auch, aber teurer und echt schlecht zu bearbeiten. Es werden Wolfram-Komponenten entwickelt, z.B. ein Abschäler, der in die äußersten Plasmaschichten (in der sich Verunreinigungen sammeln) hineinragt um die zu entfernen.
    Gut, jetzt haben wir das erste Problem erkannt, wie verhindern wir, dass die Neutronen uns alles kaputt und lange radioaktiv machen. Bleibt aber die Frage – wir wollen ja Energie gewinnen, wie bekommen wir die da heraus? Neutronen fliegen durch ziemlich viel einfach hindurch und behalten ihre Energie. Gut abschirmen kann man Neutronen mit leichten Atomen. Die spielen dann Billard und bei jedem Zusammenstoß bleibt Energie an dem anderen leichten Atom hängen, es wird also warm. Paraffin zum Beispiel ist da echt gut. Aber es geht besser, man verzichtet auf etwas Effizienz beim Energieübertrag und nimmt als leichtes Element Lithium. Da kommt jetzt ein echter Hokuspokus zum Einsatz: Lithium wird nicht aktiviert sondern zerschlagen. Aus Li-6 wird mit einem Neutron ein Tritium und ein Helium, aus Li-7 wir ein Tritium, ein Helium und ein weiteres Neutron, dass dann weiter machen kann mit dem Unfug. Damit soll ein weiteres riesen Problem gelöst werden: Der ITER und auch der DEMO werden als Brennstoff ein Gemisch aus Deuterium (Wasserstoff mit einem Kern aus einem Neutron und einem Proton) und Tritium (Wasserstoff mit zwei Neutronen) brauchen. Deuterium ist auf der Erde reichlich vorhanden, Tritium nicht. Das ist sehr knapp und sauteuer. Am KIT steht ein Labor zur Erforschung der Tritiumchemie, dort sollen ca 100g davon sein – das ist weltweit die größte Menge auf einem Haufen von der man weiß. In Atombombenlabors könnten ebenso größere Mengen sein, aber das ist ja geheim, das wissen wir nicht. Bei der Knappheit von Tritium wäre ohne diesen Brutprozess ein Reaktor nur auf Grundlage der Fusion von reinem Deuterium machbar – und der braucht noch einmal weit höhere Temperaturen und Drücke, und 150MioK ist ja schon ein Wort, selbst für unerschrockene Ingenieure. …

  40. #40 Captain E.
    13. Juli 2021

    @Chemiker:

    Etwas zum Neutronenrätsel bei der Kernfusion.

    […]

    Das Fe-54 sollte eigentlich gar nicht so schlimm sein. Ja, bei Neutroneneinfang wird es zu instabilem Fe-55. Aber da sehe ich nun zwei Wege:

    1. Es fängt sich vor seinem Zerfall noch ein Neutron und wird zum häufigsten und stabilen Eisenisotop Fe-56.

    2. Es zerfällt über den Betazerfall zu Mn-55. Das ist stabil. Bei weiterem Neutroneneinfang wird daraus stark strahlendes Mn-56 (Halbwertszeit zweieinhalb Stunden), und das zerfällt dann wiederum zu Fe-56. Der Mangananteil dürfte eher unerwünscht sein, steigt aber auch nicht über die Maßen an.

  41. #41 Chemiker
    13. Juli 2021

    Fe-55 ist mit seiner recht kurzen Halbwertszeit in der Tat kein Problem, durch andere notwendige Elemente rechnet man mit notwendigen Abklingzeiten von einigen Hundert Jahren.

  42. #42 Chemiker
    13. Juli 2021

    Also, Glück gehabt, zumindest theoretisch kann das klappen, wenn man den ITER so baut, dass möglichst viele Neutronen im Lithium landen und möglichst wenige in den anderen Baumaterialien. Lithium allein ist aber sehr unpraktisch in der Handhabung, nach den Erfahrungen mit flüssignatriumgekühlten Reaktoren wird erforscht, welche festen und nicht so reaktiven Lithiumverbindungen besser funktionieren. Auch das ist eine Aufgabe des ITER, dort wird es viele Segmente mit unterschiedlichen Lösungen dieses Problems geben – ist zumindest geplant. Gut, damit handelt man sich wieder Probleme mit anderen Atomen dieser festen Lithiumverbindungen ein, aber das Problem ist ja auch nicht viel bösartiger als das Problem, guten Stahl ohne Nickel zu backen. Jetzt haben wir also ein durch den Neutroneneinfang heiß gewordenes Lithium in irgendeiner festen Verbindung mit Anteilen an Tritium im Reaktor, die Wärme und das Tritium wollen wir haben. …

  43. #43 Captain E.
    13. Juli 2021

    @hwied:

    ….alkalische Lösungen….na endlich . Unsere Luftfilter müssen also mit alkanischen Flüssigkeiten arbeiten..

    Sicher, so etwas kann man machen. Im Detail muss man sich aber nun einmal fragen: Woher nimmt man das benötigte Material, wie sieht es mit der Effizienz aus und was macht man am Ende mit der Kohlensäure?

    Ich denke allerdings, wir sollten wirklich lieber alkalische Lösungen verwenden und keine alkanischen. In was kann man Alkane eigentlich überhaupt lösen? In Öl vermutlich, da sie hydrophob sind.

    Und was jetzt den Kalksteinersatz betrifft, da bin ich auf folgende Idee gekommen.
    Anorthit ist ein Mischkristall, welches neben Calzium auch Aluminium und Silizium enthalt.
    Man nennt es auch Kalkfeldspat und gehört zu den häufigsten Bestandteilen unseres Gesteines.
    Wenn man jetzt eine Technologie schafft, die dieses Gestein spaltet, dann bekäme man reines Calzium, das man für die Herstellung von Carbonaten verwenden kann. Calziumcarbonat heißt auch Kalk und den verwenden wir in den Bauinsdustrie. Das notwendige CO2 holen wir aus der Luft und das Calzium holen wir aus dem Kalkfeldspat. Die notwendige Energie holen wir dann natürlich aus der Kernfusion.
    Reine Luft aus Erde, ein schönes Schlagwort.

    Streng genommen brauchen wir allerdings gerade kein Calciumcarbonat für unsere Bauindustrie. Wenn dem so wäre, könnten wir uns das Brennen des Kalksteins, also Calciumcarbonats, ja sparen, inklusive des CO₂ aus der chemischen Reaktion oder aus der Verbrennung fossiler Energieträger zum Betrieb der Öfen.

    Und natürlich haben wir keine Kernfusion zur Energieerzeugung, womit wir wieder bei dem zur Diskussion gestellten Klimamythos wären.

  44. #44 hwied
    13. Juli 2021

    Captain E,
    der letzte Satz war mehr spaßig gemeint.
    Jetzt zurück. Nach einigem Nachdenken bin ich zu der Überzeugung gekommen, dass die “Luftentkohlesäuerung” eine Schnapsidee ist.
    also mal ganz radikal gedacht, Chemiker hat ja davon gesprochen, dass Silizium auch ein Kohleersatz ist.
    Wir verwenden statt Kohlenstoff Silizium.
    Ja, liebe Leute, Silizium kann man wie Kohle verbrennen, wobei es sogar noch heißer wird. Und , wir haben keine Verbrennungsgase !
    Silizium verbrennt rückstandsfrei zu Sand.
    Was machen wir mit dem Sand ? Den verkaufen wir nach Holland zum Küstenschutz.
    Und wir kaufen ihn in Algerien als Entwicklungshilfe.
    Und so ist der Kreislauf geschlossen. Leider nicht, wie reduziert man Sand zu Silizium ?
    Dazu braucht man wieder Energie, die wir aus Solartechnik gewinnen. Und die Solaranlagen stehen in Algerien. Den Algeriern verraten wir aber nicht, wie man aus Sand Silizium gewinnt, Dann verkaufen die uns nämlich das Silizium und wir verdienen nichts mehr daran. Also , Wirtschaft, Technologie, Politik, das hängt alles zusammen.

  45. #45 Till
    13. Juli 2021

    @hwied “Nach einigem Nachdenken “

    Versuche doch mal mehr Zeit damit zu verbringen dich zu informieren und weniger mit nachdenken. Das ist deutlich effizienter.

  46. #46 Captain E.
    13. Juli 2021

    Wie wäre es mit Alumosilikaten anstelle von Silikaten? Die nennt man auch Zeolithe. Aus wasserhaltigen Zeolithen kann man das Wasser auskochen. Gibt man wieder Wasser hinzu, werden die Zeolithe heiß. So etwas könnte man auch in einer wärmeren Gegend mit einem Solarthermiekraftwerk tun. Man müsste lediglich darauf achten, dass die Zeolithe danach nicht unkontrolliert nass werden.

    Daran wird zumindest auch schon geforscht.

  47. #47 hwied
    13. Juli 2021

    CaptainE,
    Zeolithe, wie hoch ist deren Wirkungsgrad von Energie pro kg ?

    Till
    Der Genussfaktor beim Denken ist höher als beim Informieren . Sich informieren kann jeder Russenbot oder künstliche Intelligenz. Denken fördert auch die Durchblutung des Gehirnes. Vom Denken wird man schön.

  48. #48 Captain E.
    13. Juli 2021

    @hwied:

    Zeolithe, wie hoch ist deren Wirkungsgrad von Energie pro kg ?

    Dazu habe ich bislang nichts gefunden, nur dass bei Temperaturen zwischen 130-300 °C arbeiten muss. Mit Metallhydriden liegt man bei 280–500 °C, mit Silikagel bei 40–100 °C.

  49. #49 hwied
    13. Juli 2021

    An dieser Stelle sei auf sich selbst erhitzende Konserven erinnert, die es schon seit 100 Jahren gibt. verwendet wird dabei CaO + Wasser. Die Dose ist doppelwandig. Dazwischen befindet sich das CaO in einem Beutel und das Wasser in einem Beutel.
    Durchsticht man die Beutel kommt es zur chemischen Reaktion von CaO + H²O . Die entstehende Wärme erhitzt die Mahlzeit. Mit Zeolithen wird das sicher auch funktionieren.

  50. #50 Echt?
    13. Juli 2021

    Warum stellen Sie die 2 bei CO2 eigentlich immer hoch?

  51. #51 rolak
    13. Juli 2021

    Warum?

    Weil nach unten der Hölle näher, mithin CO₂ Teufelswerk ist.

  52. #52 RainerO
    13. Juli 2021

    @ Echt?
    Es dürfte recht simpel sein: ² ist auf der Tastatur direkt verfügbar. Für ein ₂ muss man HTML-Code eingeben. Nicht jeder weiß das, oder will sich das antun.

  53. […] 05: Die Kernfusion wird die Klimakrise für uns lösen (erscheint am […]

  54. #54 hwied
    14. Juli 2021

    Rainer O,
    ganz genau, da müsste ich erst mal den html -Code dafür finden, weiß den jemand ?
    Echt
    auf Wunsch mache ich das sogar! Bei den mathematischen Formeln ist das ja noch viel komplizierter.

  55. #55 Folke Kelm
    Schweden, schon morgens 26 grad C
    14. Juli 2021

    #46 Captain E.
    Es gibt jede Menge Alumosilikate die keine Zeolithe sind. Zeolithe zeichnen sich durch eine ganz bestimmt Kristallstruktur aus die es ermöglicht einerseits Wasser aufzunehmen und abzugeben, und die andererseits auch als Ionenaustauscher wirken können, etwa wie Tonminerale.

    #47
    Das Denken ist schlicht die Anwendung des standardmässig eingebauten Computers in unserem Kopf. Wie bei dem Laptop vor mir ist aber hier auch der absolute Grundsatz zu beachten dass “shit in” gleichbedeutend mit “shit out” ist. Wenn also die eingegebene Information fehlerhaft ist, wird das Ergebnis nicht besser sein.
    Insofern solltest Du Dich trotzdem informieren, bevor Du Deinen Denkapparat anschmeisst und das informieren nicht so lapidar abwerten. Das Informieren ist in der Realität sogar wichtiger als das Denken selbst, weil absolute Voraussetzung dafür, dass beim Denken etwas vernünftiges herauskommt.
    Als ehemaliger Füsiklehrer erinnerst Du mich übrigens sehr an meinen eigenen, der uns Schülern immer erklärte dass die Eigenfarbe von Elektronen blau ist. Das ist kein Scherz, er war wirklich davon felsenfest überzeugt. Ein Paradebeispiel für Denken ohne Information oder Verständnis.

    eine generelle Anmerkung noch für alle. Ich vermisse etwas in der Diskussion über alle Alternativen zu den fossilen Brennstoffen. man kann das schön auf englisch formulieren, “Look at the numbers!”
    Das gilt für Fission für Fusion, das gilt auch für CCS (gerade hier sollte allen klar sein dass CCS gar keine Alternative sein kann bei über 90 Millionen Barrel Öl am TAG). Guckt Euch doch alle mal an, wieviel Energie wir für wieviel Geld bereitstellen müssen und betrachtet mal, ganz realistisch, wieveiel Fissions- oder Fusionskraftwerke wir bauen müssten, und wo die alle stehen müssten um nicht die Ungleichheiten auf der Kugel noch mehr zu zementieren. Was würde es kosten, wenn wir die fossilen Energieträger mit Fission oder Fusion ersetzen würden? Kann die Verteilung dieser Technologien global gleichmässig sein? was kriegen wir für dasselbe Geld als Alternative?
    Wenn man diese Fragen beantwortet, dann ist die Diskussion vom Tisch. Kernkraft egal welcher Art ist big, aber nicht beautiful. Sie ist etwas, womit reiche Industrienationen angeben können, Nigeria, Somalia oder Äthiopien dürfen das aber nicht haben, Iran oder Nordkorea schon gar nicht.
    Sollte man sich nicht auch fragen, ob der kute alte Dampfkessel nicht langsam durch etwas neues ersetzt werden sollte? Weil auch ein modernes Kernkraftwerk ist immer noch ein alter Dampfkessel.

  56. #56 RainerO
    14. Juli 2021

    @ hwied
    Ich habe jetzt schon in verschiedenen Varianten versucht, Links zu den HTML-Codes zu schicken. Die Beiträge werden allerdings nicht freigeschalten. Warum auch immer.
    Vielleicht kommen sie noch…

  57. #57 RainerO
    14. Juli 2021

    @ hwied
    kurzer Vorgeschmack: “₂” (ohne Anführungszeichen) ergibt ₂, “₃” ergibt ₃

  58. #58 RainerO
    14. Juli 2021

    @ hwied
    Oh, Mann! Die Blogsoftware macht auch, was sie will. Warten wir einfach ab, ob die Original-Beiträge auftauchen.

  59. #59 PP87
    Wien
    14. Juli 2021

    Falschaussagen in dem Artikel:

    “Die Fertigstellung hat sich verzögert, und zwar nicht, wie manche behaupten, wegen der komplizierten EU-Bürokratie”
    Doch, genau das ist der Grund.

    “Mit der EU hat ITER nichts zu tun”
    Richtig ist: Die EU ist mit EURATOM nicht nur der Initiator des Projekts, sondern trägt auch noch 45 % der Gesamtkosten.

    “Auch DEMO wird keinen Strom für die Welt produzieren.”
    Doch, genau das wird er tun. Als Demonstrationskraftwerk würde DEMO alle Komponenten zur Stromerzeugung enthalten und 300 bis 500 Megawatt ins Netz einspeisen.

    “Realistischerweise kann man eher gegen Ende des Jahrhunderts damit rechnen”
    Woher der Autor diese Abschätzung nimmt bleibt weiterhin rätselhaft. Wird auch nirgends im Artikel erwähnt.

  60. #60 Captain E.
    14. Juli 2021

    @PP87:

    Doch, genau das ist der Grund.

    Und das weißt du woher mit einer solchen Sicherheit?

    Richtig ist: Die EU ist mit EURATOM nicht nur der Initiator des Projekts, sondern trägt auch noch 45 % der Gesamtkosten.

    Womit 55% der Mittel woanders herkommen, nicht wahr? Dass die EU daran beteiligt ist, stand ja oben auch drin.

    Doch, genau das wird er tun. Als Demonstrationskraftwerk würde DEMO alle Komponenten zur Stromerzeugung enthalten und 300 bis 500 Megawatt ins Netz einspeisen.

    DEMO ist noch nicht einmal wirklich in Planung. Das kann auf mehr oder weniger Leistung hinaus laufen, und die besagten Komponenten werden womöglich noch gestrichen. Die Leistung ist allerdings ziemlich egal. Egal ob 1 Watt oder 1 Gigawatt, wenn keine Energie ins Netz gespeist wird, beträgt dieser Wert exakt 0 Joule, von mir aus auch 0 Wattsekunden. Das Einspeisen von Energie ins Stromnetz wäre eben auch bei DEMO noch nicht wirklich das Ziel, sondern nur die Erforschung der Möglichkeiten, dies irgendwann mit einer stärkeren Anlage zu tun.

    Woher der Autor diese Abschätzung nimmt bleibt weiterhin rätselhaft. Wird auch nirgends im Artikel erwähnt.

    So schwer ist das auch wieder nicht. ITER ist noch in Bau, DEMO nicht einmal in Planung. Ein Reaktor, der wirklich Strom produzieren könnte, liegt logischerweise zeitlich deutlich danach. Da wird das Jahrhundert aber sicherlich zu Ende gehen, wenn es überhaupt reichen wird.

  61. #61 Florian Freistetter
    14. Juli 2021

    @PP87: “Richtig ist: Die EU ist mit EURATOM nicht nur der Initiator des Projekts, sondern trägt auch noch 45 % der Gesamtkosten.”

    ITER resultierte aus einem Vertrag zwischen den USA und der Sowjetunion in den 80ern. Und ist heute ein internationales Projekt, an dem auch die EU beteiligt ist. ITER ist aber kein EU-Projekt und die EU-Bürokratie hat nichts mit irgendwelchen Verzögerungen zu tun.

    “Woher der Autor diese Abschätzung nimmt bleibt weiterhin rätselhaft. Wird auch nirgends im Artikel erwähnt.”

    Wenn ein Kernfusionskraftwerk in Massenproduktion erst gebaut werden kann, wenn alle Tests von ITER und DEMO fertig sind, und wenn ITER nach aktueller Planung (die nichts mit den realen Abläufen zu tun haben muss) erst um 2035 die eigentliche Fusionskette ablaufen lassen soll, dann kann man sich sehr leicht klar machen, dass die wirtschaftliche und überall einsetzbare Kernfusion erst dann kommt (wenn sie überhaupt kommt), wenn die Klimakrise schon lange durch ist…

  62. #62 Florian Freistetter
    14. Juli 2021

    @PP87: Wenn du mehr über die Geschichte, die Planung, die Probleme und die Zukunft von ITER und der Kernfusion wissen willst, dann lies gerne mal das Buch von Michel Claessens: “ITER: The Giant Fusion Reactor: Bringing a Sun to Earth”

  63. #63 Captain E.
    15. Juli 2021

    @Folke Kelm:

    Es gibt jede Menge Alumosilikate die keine Zeolithe sind. Zeolithe zeichnen sich durch eine ganz bestimmt Kristallstruktur aus die es ermöglicht einerseits Wasser aufzunehmen und abzugeben, und die andererseits auch als Ionenaustauscher wirken können, etwa wie Tonminerale.

    […]

    Danke für diese Präzisierung! Ich hatte den Begriff beim Nachschlagen von “Zeolithen” gefunden, und da unser spezieller Freund uns die Verbrennung von Silizium ans Herz hatte legen wollen, fand ich den Gebrauch recht passend.

    Gibt es eigentlich in der Natur brennbare Siliziumverbindungen? Reines Silizium dürfte es eher nicht geben. Quarzsand enthält zwar welches, aber Quarz ist SiO₂, also quasi Siliziumasche. Silane, das Gegenstück zu den Alkanen (Methan, Ethan, Propan, Butan, usw.) müssen meines Wissens synthetisiert werden, brennen aber unregelmäßig und produzieren halt Sand als Verbrennungsrückstand. Die Korngröße, so vermute ich, dürfte zu klein für Anschlussverwendungen sein. Für so eine Art Sandstrahler dürfte es aber wohl reichen, was zu erheblichen Korrosionsproblemen in entsprechenden Anlagen führen dürfte. Das spricht gegen die Verwendung als Energieträger, geschweige denn -quelle.

  64. #64 Captain E.
    22. Juli 2021

    @aristius fuscus:

    @Ingo: wieso vergraben? Ein Verwandter hat sich kürzlich aus Holz ein Dreifamilienhaus gebaut. Mit so etwas schlägt man gleich 2 Fliegen mit einer Klappe: das Holz speichert CO2 und man spart jede Menge CO2-Emissionen aus der Zementherstellung. Baumwachstum dauert natürlich, deswegen kann die Umstellung der Bauweise von Zement/Ziegel auf Holz nur einen kleinen Beitrag leisten, aber immerhin.

    Ein Haus zieht kurz- bis mittelfristig das CO₂ aus der Atmosphäre, aber langfristig verbleibt es halt darin. Irgendwann wird so ein Haus ja auf die eine oder andere Weise zerstört werden.

    Übrigens sind die CO₂-Emissionen bei der Zementherstellung nicht ganz so groß, wie man auf den ersten Blick meinen möchte. Zwar wird beim “Brennen” des Kalks aus dem Calciumcarbonat das Kohlendioxid entfernt, so dass reines Calciumoxid übrig bleibt. Dieser sogenannte “Ätzkalk” wird später mit Wasser “gelöscht”, womit “Löschkalk” alias Calciumhydroxid entsteht. Das ist nun ein Hauptbestandteil von Zement und somit auch Beton. Der soll nun bekanntlich abbinden, um einem Haus die nötige Stabilität zu verleihen. Dabei trocknet er, gibt also Wasser ab. Zugleich zieht er Kohlendioxid aus der Luft und bildet somit wieder Calciumcarbonat.

    Das einzige CO₂, um das wir uns bei der Zementherstellung Sorgen machen, ist also jenes, das aus fossilen Quellen freigesetzt wird, um die Drehöfen zu beheizen.

  65. […] war schon längst überfällig. Das Thema “Kernfusion” ist zwar höchst präsent, vor allem im Kontext der Klimakrise. Aber abgesehen von dem Buch “Sun in a Bottle: The Strange History of Fusion and the Science […]