Sonntag, 4. Dezember 2011

Vom Fusionsreaktor zum Kostenreaktor

Das Fusionsreaktorprojekt ITER (englisch: International Thermonuclear Experimental Reactor) befindet sich in einer schwierigen Phase. Das Projekt wurde 2006 mit grossem Aplomb gestartet, aber schon drei Jahre später waren die Vertragskosten von 5 Milliarden Euro auf 16 Milliarden angestiegen und der Inbetriebnahmetermin hatte sich um satte 10 Jahre verzögert. Der japanische Projektleiter Ikeda wurde  - zusammen mit seinem deutschen Stellvertreter Holtkamp -  gefeuert; ein weiterer Japaner, Osamu Motojima, trat an die Stelle der beiden. Über die Finanzierung der Mehrkosten, insbesondere im Bereich der Europäischen Union (EU) und in Deutschland wird immer noch heftig gestritten. Doch darüber weiter unten.

ITER ist ein Projekt der sechs Länder China, Indien, Japan, Korea, Russland, USA und der EU, die mit Geld und Sachmitteln zur Finanzierung beitragen. Darin liegt auch eine Schwäche des Unternehmens, denn die Abstimmung zwischen diesen vielen Ländern kostet viel Zeit und Geld. Als Standort für ITER wurde das südfranzösische Forschungszentrum Cadarache benannt -  übrigens nach heftigem Ringen mit Japan, weswegen diesem Land auch die Projektleiterposition zugestanden werden musste.



Das Logo des ITER

Weitere Kostenerhöhungen und Terminverzögerungen sind zu erwarten durch ein kürzliches Ereignis in Japan. Das Erdbeben von Fukushima und der nachfolgende Tsunami haben nämlich die wichtige Fabrik für Fusionskomponenten in der benachbarten Stadt Naka stark beschädigt. Die dort zu fertigenden supraleitenden Magnetspulen können wegen dieser Naturkatastrophe wohl erst ein bis zwei Jahre später ausgeliefert werden. Da es sich um Schlüsselkomponenten für den ITER handelt, ist man derzeit hektisch bemüht, den Schaden soweit als möglich zu begrenzen.

Technischer Gigantismus

Der technische Aufwand, welcher für ITER betrieben werden muss, ist beeindruckend. In Cadarache musste eine Hügellandschaft eingeebnet werden, um die plane Oberfläche für den Bauplatz der verschiedenen ITER-Gebäude zu schaffen. Dafür waren 2,5 Millionen Kubikmeter Erde zu bewegen, was ziemlich genau dem Volumen der ägyptischen Cheopspyramide entspricht. Die geschaffene Plattform besitzt eine Fläche von 42 Hektar, entsprechend der Grösse von 60 Fussballfeldern.
Zur seismischen Isolierung gegen Erdbeben sind 360.000 Tonnen Beton etc. einzubringen, was dem Gewicht des Empire State Buildings in New York gleichkommt.

Der Tokamak, das Herzstück des ITER, wird voll montiert 23.000 Tonnen wiegen, entsprechend dem Gewicht von drei Eiffeltürmen. Er wird aus mehr als einer Million Einzelteilen bestehen. Sein Plasmavolumen wird 840 Kubikmeter umfassen, verglichen mit gerade mal 100 cbm beim Vorläufer JET in England.
Jede der 18 D-förmigen Toroidalfeldspulen besitzt ein Gewicht von 360 Tonnen, entsprechend dem Gewicht einer vollbesetzten Boeing 747. Die Spulen sind 14 Meter hoch und 9 m breit.
Sie sind mit supraleitenden Niob-Zinn-Drähten ausgestattet, die in ihrer Länge zwei Mal um den Globus reichen würden. Die Produktion dieser Drähte haben den Preis dieser Legierung auf dem Weltmarkt merkbar beeinflusst.

Der Bauplatz des ITER in Cadarache

Die Grosskomponenten werden am nächstliegenden Mittelmeerhafen Marseille angelandet und auf der sogenannten ITER-Strasse zum Standort in Cadarache gebracht. Diese 104 Kilometer lange Strasse wurde eigens für die 200 Schwerlasttransporte des ITER gebaut und besitzt Kurven, Brücken etc., die für solche Transporte geeignet sind. Die schwerste Komponente wird 900 Tonnen wiegen und 4 Stockwerke hoch sein. Andere sind 61 m lang bzw. 9 m breit.

Ungelöste Finanzierungsfragen

Die Kostenüberschreitungen bei ITER und die damit verbundenen Mehrkostenforderungen schlugen bei den finanzierenden Regierungen wie eine Bombe ein. Insbesondere beim deutschen Forschungsministerium war man stocksauer. Die Ministerin, Frau Anette Schavan, sprach offen von "Missmanagement und Planungspannen". Sie verlangte Korrekturen bei der organisatorischen Struktur des Projekts, was letztlich zu dem bereits beschriebenen Stühlerücken beim oberen Management führte. Die Bundestagsabgeordnete der Grünen (Kotting-Uhl) forderte gar ein Moratorium für das Fusionsprojekt. Aber so weit wird es nicht kommen, denn noch steht die Bundeskanzlerin Angela Merkel - die sich in den kritischen Situationen selbst einschaltete - eindeutig hinter ITER.

Die Europäer haben sich beim ITER per Vertrag zu 2,7 Milliarden Euro verpflichtet, entsprechend ihrem Anteil von 45 Prozent. Für sie steigen die Kosten nun auf 7,2 Milliarden. Im nächsten Haushalt der Europäischen Union in Brüssel sind von den Mehrkosten aber lediglich 1,3 Milliarden unterzubringen. Aus welchem "Fördertopf" das geschehen soll, darüber wird noch heftig gestritten. Am einfachsten wäre die Finanzierung aus dem Agrartopf. Bei ihm gibt es derzeit noch einen Überschuss von 1,68 Milliarden unausgeschöpfter Mittel. Da sie aber an die Mitgliedsstaaten zurückfliessen sollen, bestehen diese auf  Rückgabe. Insbesondere Deutschland will sein nicht benötigtes Geld zurück. Im Augenblick sieht es so aus, dass zur Finanzierung in erster Linie der Forschungshaushalt beaufschlagt werden soll. Die endgültige Entscheidung wird erst 2012 getroffen werden, aber bereits jetzt ist das "Geschrei" der vielen Förderempfänger aus Universitäten und Forschungsinstituten zu vernehmen, deren - zum Teil winzige Projekte -  durch ITER beschnitten werden sollen.

Trüber Ausblick

Kommen wir zurück auf die (wahrscheinliche) terminliche Abwicklung des Projekts. In etwa zehn Jahren soll der ITER so weit fertiggestellt sein, dass er mit Wasserstoff gefüllt werden kann. Das erste Deuteriumplasma kann man zwischen 2025 und 2030 erwarten. Danach werden weitere zehn Jahre Betrieb gemacht, der hoffentlich erfolgreich ist. Wir sind nun im Jahr 2040, aber keineswegs am Ende der Fusionsentwicklung. Denn nach dem ITER werden - nach Meinung der Experten - mindestens zwei weitere Demonstrationsreaktoren (DEMO 1 und DEMO 2) benötigt, bis das Fusionsprinzip wirtschaftlich ist. Jeder dieser Demos benötigt von der Planung, über den Bau bis zum Betrieb einen Zeitrahmen vom mindestens 30 Jahre. Damit sind wir im Jahr 2100 angelangt. Zu diesem Zeitpunkt sollte das weltweite Energieproblem aber längst gelöst sein; ob dann jemand noch auf die Fusionsreaktoren wartet, ist höchst unwahrscheinlich. Ganz abgesehen davon, dass die Finanzierung der teueren Demos durch die Energieversorgungsunternehmen mehr als fraglich ist und die Staaten sie wohl nicht schultern können oder wollen.

Und der ITER ist - verglichen mit dem Demonstrationsreaktoren - nur ein "kleines Maschinchen". Trotz der oben aufgeführten beeindruckenden Grösse seiner Komponenten! Und, entgegen der allgemeinen Vermutung, produziert er noch nicht einmal Strom. Ja, was denn sonst denn -  wird sich der finanzierende Steuerzahler fragen?

Nun, dem Tokomak entströmt gerade mal Wasserdampf  von 150 Grad Celsius - und das auch nur mit langen Unterbrechungen.

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