| Fragen zur Kernfusion
Anhörung im Forschungsausschuß des Bundestages
Die 43. Sitzung des Ausschusses für Bildung, Forschung und
Technikfolgenabschätzung findet
am Mittwoch, dem 28.03.2001, 10.00 Uhr
im Plenarbereich Reichstagsgebäude,
Sitzungssaal 3.S.001
(Fraktionssaal der SPD) statt. Einziger Punkt der Tagesordnung:
Öffentliche Anhörung zu dem Antrag der Fraktion der F.D.P.
Zukunftsorientierte Energieforschung? Fusionsforschung - BT-Drs. 14/3813 -
Federführung: A. f. Bildung, Forschung u. Technikfolgenabschätzung und dem Antrag der Fraktion der CDU/CSU
Kernfusionsforschung für eine zukünftige Energieversorgung - BT-Drs. 14/4498 -
Federführung: A. f. Bildung, Forschung u. Technikfolgenabschätzung
Liste der Sachverständigen zur Anhörung „Kernfusion“
am 28. März 2001
Prof. Dr. Alexander M. Bradshaw, IPP, Garching
Prof. Dr. Hardo Bruhns, EU Kommission, Brüssel
James Decker, DOE, Washington D.C.
Prof. Dr. Manfred Heindler, TU Graz
Prof. Dr. Peter Hennicke, Wuppertal Inst.
Dr. Wolfgang Liebert, IANUS, Darmstadt
Harry Lehmann, Wuppertal Inst.
Prof. Dr. M. Popp, FZ Karlsruhe
Prof. Dr. Ulrich Samm, FZ Jülich
Dr. Jörg Vetter, FZ Karlsruhe
Dr. Joachim Ziesing, DIW, Berlin
Anhörung Kernfusion Fragenliste Themenblöcke
A. Stand und absehbare Entwicklung der Kernfusionsforschung
B. Chancen und Risiken der Kernfusion für Mensch und Umwelt
C. Standort Deutschland und Europa, Kosten der Fusionsforschung und
politischer Handlungsbedarf
D. zukünftige Rolle der Kernfusion bei der Energieversorgung
A. Stand und absehbare Entwicklung der Kernfusionsforschung Leitfragen:
A.1. Welche sind die größten wissenschaftlichen und technischen
Herausforderungen, die aus heutiger Sicht noch bewältigt werden müssen?
A.2. Wann wird voraussichtlich der erste kommerzielle Fusionsreaktor in Betrieb
gehen können? Weitere Fragen:
Physikalische Grundlagen
A.3. Wie ist der Stand der Fusionsforschung und welche Ziele werden mit einem
weiteren Großexperiment (ITER) angestrebt?
A.4. Wie lange hat bisher ein Plasma gebrannt, wieviel Energie hat es erzeugt
und wieviel Energie musste zum Aufheizen zugeführt werden? Lassen sich aus
diesen Kurzzeitexperimenten wirklich Schlußfolgerungen in Bezug auf einen
länger andauernden Plasma-Einschluß (Dauerbetrieb) ziehen? Welche
Brenndauer und gelieferte Energiemenge erwarten Sie von ITER?
A.5. Sind das Verhalten eines Deuterium-Tritium-Plasmas (im Gegensatz zu
einem reinen Deuterium-Plasma, wie es z.B. in Greifswald eingesetzt wird), die
Auswirkungen der hohen Neutronenflüsse und der Brutprozess ausreichend
erforscht, insbesondere für eine Großanlage?
A.6. Ist die Deuterium-Tritium-Fusion der vielversprechendste Weg zu einem
Leistungsreaktor? Sind alternative Brennstoffkonzepte ("fortgeschrittene
Brennstoffe") vorstellbar? Welche Vorteile und Nachteile wären damit
verbunden?
A.7. ITER soll ein Tokamak werden. Wie ordnet sich dabei die gleichzeitige
Entwicklung des Stellaratorkonzeptes ein? Ist die Plasmaphysik für beide
Konzepte ausreichend verstanden?
A.8. Können bei ITER-FEAT die charakteristischen Kenngrößen des Plasmas,
die in der Nähe des erwarteten Operationspunktes eines Fusionsreaktors liegen,
und die physikalischen Aspekte der thermonuklearen Plasmaheizung hinreichend
getestet werden? Technologie und Reaktorbetrieb
A.9. Ist es gesichert, dass die Fusion als Energiequelle technisch funktioniert?
Stehen die dafür notwendigen Technologien und Materialien zur Verfügung?
Welche sind noch zu entwickeln? Wie lange werden diese Entwicklungen noch
dauern? Welche technologischen Meilensteine werden zu welchen Zeitpunkten
voraussichtlich erreicht sein?
A.10. Können im Projekt ITER-FEAT alle für einen Fusionsreaktor relevanten
Technologien und Komponenten integriert und im Hinblick auf ihre Kompatibilität
mit einen thermonuklearen Plasmabetrieb untersucht werden?
A.11. Um wieviele Jahre verlängert sich die Zeitplanung nach dem Jahr 2050,
wenn der ITER-FEAT statt der ursprünglich geplanten Vollversion gebaut wird
und dadurch ein Teil des Entwicklungsrisikos auf den DEMO-Reaktor
verschoben wird?
A.12. Ist die "erste Wand" technologisch und in Bezug auf das Material
beherrscht?
A.13. Wie lange halten die Wandkomponenten, bevor sie ausgetauscht werden
müssen?
A.14. Wie lange ist die zu erwartende Stillstandzeit bei dem Austausch der
ersten Wand und wie oft wird dies erforderlich sein? Welche Probleme können
beim Austausch der Divertor-Kassetten an der Schnittstelle zwischen Mensch
und Maschine auftreten? In welcher Leistungsgröße müssen während der
Stillstandszeit Ersatzkapazitäten zur Verfügung stehen?
A.15. Eignet sich ein Tokamak wegen seiner physikalischen Eigenschaften für
den kontinuierlichen Betrieb zur Energieversorgung?
A.16. Welchen Energiebedarf wird der ITER im Betrieb für Heizung und Magnete
haben?
A.17. Inwieweit ist der ITER Final Design Report (1998) und die vollständige
Information über das abgespeckte Design des ITER-FEAT öffentlich
zugänglich? Wurde das ITER-FEAT Design von unabhängigen Experten geprüft?
B. Chancen und Risiken der Kernfusion für Mensch und Umwelt Leitfragen:
B.1. Welche wichtigen radiologischen und nicht radiologischen Risiken bestehen
beim Betrieb eines Fusionsreaktors, und wie sind sie im Vergleich zu anderen
Formen der Energieerzeugung einzuordnen?
B.2. Wo sehen Sie die ökologischen Vorteile der Fusion?
B.3. Inwieweit fügt sich die Energiegewinnung mit Kernfusion in das Konzept der
Nachhaltigen Entwicklung ein?
B.4. Wie schätzen Sie die öffentliche Akzeptanz der Fusionstechnologie ein? Weitere Fragen:
B.5. Welche Bedingungen (Standort, Arbeitsplätze, Infrastruktur, Müllentsorgung,
Kühlung) müssen für ein evtl. Großkraftwerk erfüllt werden?
B.6. Wie schneidet die Kernfusion bei einer Lebenszyklus-Analyse im Vergleich
zu anderen Formen der Energiegewinnung ab? Gibt es Studien, die den Vorteil
der Fusionsreaktoren gegenüber Spaltreaktoren hinsichtlich der CO2-Bilanz bei
Förderung und Produktion von Brennstoffen und Materialien untersuchen?
B.7. Halten Sie die Energiegewinnung mit Kernfusion für verträglich mit dem
Konzept der Nachhaltigkeit?
B.8. Sollte Ihrer Meinung nach die Öffentlichkeit an der Diskussion um die
Fusionsforschung beteiligt werden? Radioaktives Inventar und Abfälle
B.9. Wie hoch ist das radioaktive Inventar?
B10. Liegen aktuelle, klar in ihren Rahmenbedingungen und Grundannahmen
ausgewiesene Studien über die radioaktive Dosis im Dauerbetrieb für die
Beschäftigten und die Umgebung vor? Zu welchen Ergebnissen kommen diese
Studien?
B.11. Welche Mengen an radioaktivem Abfall werden während des Betriebs und
beim Abbau der Anlagen anfallen? Wie hoch ist der Anteil langlebiger Nukleotide
im Abfall?
B.12. Kann eine erste Wand so konzipiert werden, dass kein radioaktiver Abfall
entsteht?
B.13. Wie bzw. wohin werden die radioaktiven Stoffe entsorgt? Tritium
B.14. Welche Gefahren birgt das radioaktive Tritium?
B.15. Welche Technologien gibt es, um in das Kühlsystem gelangtes Tritium
wieder entfernen? Störfälle / Unfälle
B.16. Welche Störfallszenarien wurden bislang erforscht? Z.B. kumulierte
Ausfälle in mehreren Teilbereichen? Die Folgen von sog. "menschlichem
Versagen"? Die Gefahren beim An- und Herunterfahren? Störfälle durch
Einwirkung Dritter?
B.17. Wie hoch ist die Unfallgefahr in einem Tokamak-Reaktor?
B.18. Was passiert in einem Tokamak-Reaktor, wenn der Plasmastrom plötzlich
abreißt?
B.19. Gibt es Risikostudien unabhängiger Gutachter über Fusionsreaktoren
allgemein und Tokamak-Reaktoren im Besonderen? Wie wird dort das
Unfallrisiko eingeschätzt?
B.20. Liegen Erkenntnisse über die Sicherheits- und Umwelteigenschaften eines
angestrebten Fusionsreaktors vor, die über die Angaben in der SEAFP-Studie
aus dem Jahr 1995 hinausgehen? Inwieweit sind diese Ergebnisse
dokumentiert? Inwieweit sind sie öffentlich? Sind die Ergebnisse der
SEAFP-Studie unabhängig überprüft worden oder ist dies vorgesehen? Proliferationsrisiken
B.21. Tritium ist ein wichtiger Waffenstoff für fortgeschrittene
Kernwaffendesigns. Es steht bislang nicht unter Safeguards der IAEO.
Demgegenüber gibt es internationale Bemühungen waffenfähige
Nuklearmaterialien (Spaltmaterialien wie hoch-angereichertes Uran oder
Plutonium) aus der zivilen Nutzung auszuschließen, um zu einer
proliferationsresistenteren Nukleartechnologienutzung zu kommen. Daraus
ergibt sich die Frage, wie das Proliferationsrisiko von Tritium erbrütenden
Fusionsreaktoren einzuschätzen ist?
B.22. Fusionsneutronen können auch zur Erbrütung von Spaltstoffen (wie
Plutonium) genutzt werden. Kann eine diesbezügliche Erbrütung ausgeschlossen
werden?
B.23. Wie sind sonstige Proliferationsrisiken von Fusionsreaktoren
einzuschätzen (Tritium-Produktion, Know-How-Transfer, militärisch relevante
Forschung?
B.24. Gibt es bereits Konzepte für Safeguards und reichen diese aus? Wird es
neben den Safeguards auch vorbeugende Maßnahmen geben? C. Standort Deutschland und Europa, Kosten der Fusionsforschung und
politischer Handlungsbedarf Leitfragen
C.1. Welche Schritte mit welchen geschätzten Kosten in welchem Zeitraum
müssen ergriffen werden, bis ein wirtschaftlich nutzbarer Fusionsreaktor
verfügbar ist? Weitere Fragen
Kosten / Wirtschaftlichkeit
C.2. Wie ist die Wirtschaftlichkeit (Kosten) von Fusionsreaktoren einzuschätzen?
Welche Kosten werden in die Wirtschaftlichkeitsberechnungen einbezogen
(Forschung, Betrieb, Sicherheitsanlagen, Abfall, Abbau)? Welche
Unsicherheiten bestehen in den Kostenschätzungen? Was soll davon die
öffentliche Hand tragen?
C.3. Trifft es zu, dass die Anlagenkosten für einen Fusionsreaktor etwa zwei- bis
dreimal höher werden als bei einem Spaltreaktor und wesentlich höher werden
als bei einem Brutreaktor?
C.4. Was hat die gesamte Fusionsforschung bisher gekostet?
C.5. Was hat die Vorbereitung auf das Projekt ITER seit 1985 gekostet? Wieviel
davon ist öffentlich finanziert und wieviel kommt aus der Industrie?
C.6. Wie hoch werden die Kosten eingeschätzt, die für einen ersten Testreaktor,
einen später geplanten zweiten Testreaktor und die weiteren Entwicklungsschritte
bis hin zur ersten kommerziellen Stromerzeugung entstehen können?
C.7. Können die in der jüngsten TA-Studie "Fortgeschrittene Nuklearsysteme"
des schweizerischen Wissenschaftsrates beim ITER-Pfad genannten Kosten in
Höhe von ca. 150 Mrd. DM - davon schätzungsweise über 50 Mrd. DM in der EU
- bestätigt werden?
C.8. Wie werden die Kosten für das ITER-Projekt auf die internationalen Partner
aufgeteilt? Hat sich der Aufteilungsschlüssel verändert oder wird er sich
verändern? Was bedeutet der ITER-Bau mittelfristig für die nationalen und die
europäischen Fusionsforschungsetats? Welche Konsequenzen für ein
Anwachsen der Ausgaben aus dem Bundesetat (nationale und europäische
Finanzierung) sind absehbar?
C.9. Haben die Fusionsforschungsgemeinde oder die EU Vorschläge, wo die
Mittel für den ITER-Pfad aufgebracht werden sollen? Konkreter: Gibt es
Vorschläge, bei welchen Forschungsschwerpunkten Mittel in entsprechender
Höhe eingespart werden sollten (Frage beinhaltet sowohl Kürzungen als auch
Verzicht auf Aufwüchse)
C.10. Wie groß ist der indirekt über Bundesmittel finanzierte Anteil aus
Euratom-Mitteln? Wie groß wäre der Anteil Deutschlands an Euratom-Mitteln, die
für den ITER-FEAT aufgewendet würden? Wie groß wären die Gesamtkosten
Deutschlands (bezogen auf Bau- und Betriebskosten) an ITER-FEAT
zusammengesetzt aus nationalen Forschungsmitteln und Euratom-Mittelanteil?
C.11. Gibt es Überlegungen im Falle eines europäischen Standorts für
ITER-FEAT europäische Energieversorgungsunternehmen an der Finanzierung
zu beteiligen? Falls ja, wie weit sind diese gediehen? Falls nein, wieso nicht?
C.12. Unterstützen die US-Elektrizitätsgesellschaften über ihre Vereinigung EPRI
(Electric Power Research Institute) die Kernfusionsaktivitäten des
Energieministeriums unter dem Aspekt der Wettbewerbsfähigkeit dieser neuen
Methode der Energieerzeugung?
C.13. Der Stellarator in Greifswald wird etwa innerhalb der nächsten 15 Jahre
darüber Auskunft geben können, ob dieser Pfad eine größere
Erfolgswahrscheinlichkeit verspricht als der Tokamak-Pfad. Wäre es unter dem
Gesichtspunkt der Kosteneffizienz nicht sinnvoller mit dem Bau des Tokamak zu
warten, bis deutlich erkennbar ist, ob der Stellarator oder der Tokamak Pfad
erfolgversprechender ist? Wie hoch wären die Fehlinvestitionen, falls sich nach
dem Bau des ITER-Tokamak abzeichnen sollte, dass der Stellarator-Pfad der
vielversprechendere wäre.
C.14. Können Computersimulationen einen Teil der Forschungsaufgaben
wahrnehmen, bis eine Entscheidung zwischen Tokamak und Stellarator und
gegebenen-falls dem amerikanischen Weg der Laserfusion gefallen ist? Welche
Erkenntnisse können über Computersimulationen gewonnen werden und welche
nicht?
C.15. Wie oft und in welcher Form wird das deutsche und das europäische
Fusionsprogramm durch unabhängige Gremien evaluiert? Forschungspolitik
C.16. Wie ist der Stand der deutschen Fusionsforschung im Vergleich zu
derjenigen in Europa und in anderen Staaten?
C.17. Welches sind die Erfahrungen mit der Fusionsforschung und wie
entwickelt sie sich in den USA, in Japan, in Russland sowie in anderen Ländern?
C.18. Können Sie bestätigen, dass die USA eine wissenschaftlich orientierte
Fusionsforschung betreiben und dafür allein im Jahr 2001 252 Mio. Dollar
aufwenden? Werden für die Laserfusion vom US-amerikanischen
Energieministerium 199 Mio Dollar pro Jahr aufgewandt und ist mit dem Bau
eines Reaktors vom Typ NIF begonnen worden, der 2008 am Lawrence
Livermore National Laboratory fertiggestellt werden soll?
C.19. Warum haben die USA 1997 ein Fusionsprogramm ohne Entscheidung für
ein neues Fusionsexperiment verabschiedet und sind aus dem ITER Projekt
ausgestiegen?
C.20. Wie realistisch ist eine Beteiligung der USA, Japans und Russlands am
ITER-FEAT bzw. am gesamten ITER Pfad einschließlich Finanzierung?
C.21. Welche Bedeutung sollte die Förderung der Fusionsforschung im
Gesamtkonzept einer europäischen Energieforschungspolitik innerhalb des 6.
Rahmenprogrammes für Forschung und Entwicklung erhalten?
C.22. Ist es möglich, ITER-FEAT in das 6. Rahmenprogramm einzuordnen und
dabei die internationale Organisationsstruktur, die finanzielle Beteiligung der EU
und der einzelnen Partner sowie den endgültigen Standort für den ITER-FEAT
festzuschreiben?
C.23. Welche Folgen hätte ein Verzicht auf das neue Großexperiment ITER auf
die Grundlagen- und angewandte Forschung auf dem Gebiet der Kernfusion?
C.24. Wie ist das Verhältnis eingesetzter Forschungsmittel zum erwarteten Erfolg
im Vergleich mit anderen Forschungsschwerpunkten?
C.25. Was bedeutet eine Entscheidung für ITER für die Schwerpunkte und den
Umfang der deutschen Energieforschung?
C.26. Welchen Einfluss hätte es auf die Entwicklung der Erneuerbaren Energien
und den Klimaschutz, wenn innerhalb der nächsten 50 Jahre die dem ITER-Pfad
zugedachten Mittel zusätzlich zur Verfügung stünden? Industriepolitik / Verwertung / spin-offs
C.27. Welche Erwartungen haben Sie für die Entwicklung von
Schlüsseltechnologien durch die Fusionsforschung?
C.28. Welche Bedeutung messen Sie der Verwertung von Erkenntnissen aus der
Fusi-onsforschung durch die deutsche bzw. europäische Industrie bei?
C.29. Welche spin-offs erwarten Sie vom ITER-Experiment? Sollten solche
mögliche Synergien gezielt gefördert werden?
C.30. Welche Branchen profitieren besonders vom ITER-Experiment?
C.31. Welche Vorteile hätte ITER in Europa für die europäische Industrie?
Welche Bedeutung hat ein europäischer Standort von ITER für die Zukunft des
Forschungs- und Industriestandortes Deutschland?
C.32. Welche Folgen hätte die Realisierung von ITER in Cadarache (Frankreich)
für die anderen europäischen Fusionsforschungseinrichtungen?
C.33. Was kann die Fusionsforschung in den nächsten Jahrzehnten dazu
beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und der EU zu fördern? Lässt
sich abschätzen, in welchem Umfang die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands
und der EU verringert würde, wenn diese Mittel bei der sonstigen
Energieforschung, der Nanotechnologie oder der Biotechnologie eingespart
würden?
C.34. In Deutschland gibt es etwa 30.000 Arbeitsplätze im Bereich Erneuerbare
Energien sowie schätzungsweise einige hundert Fusionsforscher. Lässt sich
ungefähr abschätzen wie sich beide Zahlen verändern würden, falls die Mittel, die
in Deutschland beim ITER-Pfad aufbringen müsste, entweder in den einen oder
in den anderen Bereich flössen? D. Zukünftige Rolle der Kernfusion bei der Energieversorgung Leitfrage:
D.1. Wie fügt sich die Kernfusion in künftige Versorgungs- und
Verbrauchsstrukturen ein? Weitere Fragen:
Strommarkt
D.2. Kann ein Fusionsreaktor unter den zu erwarteten Randbedingungen
(Angebot, Nachfrage, liberalisierte Märkte, Kosten des Umweltschutzes)
wirtschaftlich Strom erzeugen?
D.3. Welche Leistung wird ein Fusionsreaktor haben und wie fügt sich dieses
Potenzial in eine zukünftige Struktur der Energieversorgung ein?
D.4. Welcher Marktanteil im Strommarkt wird für Fusionsreaktoren im Jahr 2050
bzw. im Jahr 2100 erwartet.
D.5. Mit welchen Energieträgern würde die Kernfusion in den Jahrzehnten 2050
ff hauptsächlich in Konkurrenz stehen?
D.6. Ist die Kernfusion überhaupt notwendig, wenn bedacht wird, dass in
aktuellen Studien (z.B. LTI-Research Group: Long-Term Integration of
Renewable Energy Sources into the European Energy System, Heidelberg 1998)
für Europa eine 100 prozentige Deckung des Energiebedarfs in Europa durch
Erneuerbare Energien bis 2050 als möglich erachtet wird und in den anderen
Kontinenten das Potenzial der Erneuerbaren Energien zumeist noch größer ist?
D.7. Wird die Kernfusion wettbewerbsfähig zu erneuerbaren Energien sein, die
schon heute bzw. in wenigen Jahren die für die Fusion im Jahre 2050 erwarteten
15 Pfennig/kWh Stromerzeugungskosten unterschreiten? Wäre für den Fall,
dass Erneuerbare Energien auch zukünftig nicht den gesamten Energiebedarf
decken sollten, nicht z.B. moderne Kohlekraftwerkstechnologie mit
CO2-Abscheidung (vgl. Clean Coal Strategy der USA) eine kostengünstigere
Alternative zur Kernfusion?
D.8. Welche anderen bedeutenden neuartigen Alternativen zur Kernfusion
stehen für die zukünftige Energieversorgung zur Diskussion?
D.9. Werden andere wesentliche Potenziale künftiger Energieversorgung durch
Investitionen in die Kernfusion vernachlässigt?
D.10. Insbesondere in Ländern der Dritten Welt werden enorme
Energieverbrauchszuwächse eintreten. Welchen Beitrag kann die
Fusionsenergie leisten, um diesen Anstieg in den Entwicklungsländern
abzudecken? Glauben Sie, dass die Implementierung von Fusionskraftwerken in
der Dritten Welt eine für die dortige Bevölkerung bezahlbare Alternative zu
Kohle, Öl und Regenerativen Energien ist? Klimaschutz
D.11. Die Enquete Kommission "Schutz der Erdatmosphäre" hat bis 2020 eine
50 prozentige und bis 2050 eine 80 prozentige Reduktion der CO2-Emissionen
in Deutschland als erforderlich betrachtet. Wieviel Prozent des CO2-Ausstoßes
kann durch die Kernfusion in diesem Jahrhundert eingespart werden?
D.12. Der Kohlendioxidausstoß weltweit wird nach Angaben der Internationalen
Energieagentur bis zum Jahr 2020 um ca. 70 % ansteigen, vor allem durch die
Entwicklungen in China und anderen Schwellenländern. Welchen Beitrag kann
die Fusionsenergie bis 2020 leisten, um diesen Anstieg abzubremsen. Welchen
Beitrag erwarten Sie bis 2050, bis 2100?
G.O. - Wissen oline
Kernfusion: Teure Utopie oder Energie der Zukunft? Perspektiven der gesellschaftlichen Risiko- und Akzeptanzdebatte im Umfeld der Kernfusionstechnologie
Autoren: Regina Schmidt (Studentin der Physik) und Bert Brückmann (Student der Soziologie)
(Die Studie ist im Rahmen des Deutschen Studienpreises 1999 der Körber-Stiftung zum
Thema "Risiko" angefertigt worden und hat dort einen zweiten Platz belegt.)
Homepage Energielexikon
Kernfusion - Kurzer Lexikonartikel Programm Kernfusion
ausführliche Infos vom FZ Karlsruhe
Zur gesteuerten Kernfusion (IPP) Kernfusion für Schüler Versuch einer Technikfolgenabschätzung zur Kernfusion weitere Links zur Fusionsforschung Große Fusions-Recherche auf DINO Atomkraft LP (Dino)
* Buwiwo11
Bundeswissenschaftswoche 11-2001
Berichte zum Thema Umwelt in BerliNews
Zu den forschungspolitischen Seiten auf BerliNews
UN-552
Autor: Manfred Ronzheimer
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