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Kernfusion

Marvel Fusion: Kernfusion durch Laserkraft – Gamechanger der Energiewende?

So soll das Forschungszentrum des Startups aussehen @Marvel Fusion
So soll das Forschungszentrum des Startups aussehen @Marvel Fusion

Grundsätzlich sind die Zielsetzungen klar: Österreich möchte bereits im Jahr 2030 den kompletten Strombedarf des Landes mit Energie aus erneuerbaren Energiequellen decken. Dafür haben sich die Parteien im Juli 2021 nach langen Diskussionen auf das Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz (EAG) geeinigt, wodurch nun der Ausbau der dafür nötigen Anlagen die entsprechende rechtliche Grundlage erhalten hat.

Nur mit der Deckung des Strombedarfes ist allerdings ein Großteil des Energieverbrauches noch nicht gedeckt. Den tatsächlichen Verbrauch beschreibt der Bruttoendenergieverbrauch eines Landes. 46 bis 50 Prozent sollen laut dem Nationalen Energie und Klimaplan 2030 in Österreich durch Erneuerbare Energien gedeckt werden. Laut Erhebungen der Österreichischen Energieagentur im Frühjahr 2021 reichen die bisherigen „Erneuerbaren Ausbau-Pläne“ der einzelnen Bundesländer dafür allerdings nicht. Bisher kommen diese für 2030 lediglich auf einen Anteil von 39 Prozent.

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Energiegewinnung ohne CO2-Ausstoß

Um die Deckung des Energiebedarfs in der Zukunft in Beachtung der Klimaziele garantieren zu können, arbeitet weltweit eine Vielzahl an Unternehmen daher auch an anderen Wegen der Energiegewinnung. So auch das deutsche Startup Marvel Fusion. Bei der Nennung des Namens sind Gedanken zu fiktiven Figuren mit bisher nicht da gewesenen Kräften nicht weit – und diese Gedanken sind auch gar nicht so abwegig. So arbeitet das Unternehmen an der Kommerzialisierung der laser-induzierten Trägheitsfusion zur Energiegewinnung. So soll mit möglichst wenig Energieeinsatz ein größtmöglicher CO2-freier Energiegewinn erreicht werden. Noch ist dieser Gedanke allerdings eher eine Vision der Gründer.

Die Idee hinter der Energiegewinnung mittels Fusionstechnologie ist natürlich nicht neu. Kernfusionsreaktionen sind der Grund dafür, dass die Sonne und andere Sterne des Weltalls überhaupt Energie abstrahlen. Auf der Erde ist der physikalische Prozess hingegen noch weit entfernt vom Alltäglichen. Das Gründerteam ist aber von der zeitnahen praktischen Umsetzung überzeugt. Das wird für die Dekarbonisierungsziele der Industrie auch nötig sein, ist Georg Korn überzeugt: „Die alternativen Energiequellen müssen durch Energiequellen mit hoher Energiedichte ergänzt werden. Sonst haben wir langfristig ein sehr großes Defizit bei der Versorgung.“ Korn ist der Chief Technology Officer (CTO) von Marvel Fusion. Gegründet wurde das Unternehmen im Juli 2019.

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Hochleistungslaser ermöglicht Fusion verschieden geladener Ionen

Weiterhin komplettiert ein Team aus der Wissenschaft und dem Ingenieurwesen die Gruppe rund um das Startup. So zählt auch Gerard Mourou zu den wissenschaftlichen Beratern. Der Franzose hat 2018 gemeinsam mit der Amerikanerin Donna Strickland einen Teil des Physik-Nobelpreises für die Methode der hochintensiven, ultrakurzen Laserpulserzeugung erhalten. Korn, der Mitglied im Nobelpreis-Team war und heute der wissenschaftliche und technische Direktor des Laserforschungszentrums ELI in Prag ist, setzt nun mit dem Team von Marvel Fusion  genau auf die Weiterentwicklung und Kommerzialisierung dieser Methode.

Dafür nutzen sie einen der aktuell stärksten Hochleistungslaser der Welt. Dieser sendet sehr kurze Lichtimpulse, welche nur wenige Femtosekunden kurz sind, mit einer Lichtleistung, die fast ein Petawatt erreicht, auf ein nanostrukturiertes Target. Dadurch wird eine Fusion der verschieden geladenen Ionen ausgelöst, im Fall von Marvel Fusion von Wasserstoff-Protonen mit Bor-Isotopen. „Bei unserer Fusion entstehen keine schnellen Neutronen und deshalb auch kein langlebiger radioaktiver Abfall. Wir erzeugen Alphateilchen, also geladene Helium-Teilchen, welche dann zum Beispiel per Induktion sowie durch elektrostatische Wandler direkt in Strom umgewandelt werden können“, so Korn. Dafür brauche es durch die Verwendung neuartiger Lasertechnologie deutlich weniger Energie, als letztendlich erzeugt würde, was diese Art der Energiequelle kommerziell sinnvoll mache, so der CTO.

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Keine Gefahr durch Radioaktivität

Das betrifft auch die dafür nötigen Rohstoffe, so das Startup. Korn: „Fusionstechnologie ist ein Thema, welches bereits länger aktuell ist, aber bisher wurde hauptsächlich als Treibstoff Deuterium-Tritium verwendet. Tritium ist selbst radioaktiv, zusätzlich entsteht Radioaktivität während der Fusion durch schnelle Neutronen, weshalb es starken Regulierungen unterliegt.“ Bor sei hingegen eine Ressource, welche in ausreichenden Maßen weltweit frei verfügbar wäre und die Mengen an Wasserstoff, welche das Startup benötigt, sehr gering.

Auch ansonsten scheint das Jungunternehmen auf jede Sorge eine Antwort zu haben. So seien auch alle Sicherheitsbedenken unbegründet, ist Marvel Fusion überzeugt. „Sobald der Laser ausgeschaltet ist, stoppt die Fusionsreaktion. Wir können das Fusionskraftwerk innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde hochfahren und den Prozess auch genauso schnell wieder abbrechen“, so Korn.

2030 Inbetriebnahme von Prototyp-Kraftwerk geplant

Bis die Fusionstechnologie allerdings tatsächlich breitenwirksam eingesetzt werde kann, wird es noch einige Jahre dauern. So sei auch Marvel Fusion bisher noch in der Entwicklungsphase und nutze die bereits bestehenden Lasermaschinen für Experimente und Weiterentwicklungen, so das Jungunternehmen. „Wir brauchen wahrscheinlich noch drei bis vier Jahre, um nachzuweisen, dass unser physikalisches Verfahren kommerziell nutzbar ist“, so Korn. Bis 2025 will das Startup eine Demonstrationsanlage in Betrieb nehmen. Bis 2030 sollen die Inbetriebnahme eines Prototyp-Kraftwerks und in den folgenden Jahren der kommerzielle Kraftwerkbetrieb mit Kraftwerken in der Größe zwischen einem und fünf Gigawatt folgen.

Auch ohne hundertprozentige Gewissheit, ob die Vision von Marvel Fusion aufgeht, konnte sich das Unternehmen bereits Investitionen in Millionenhöhe sichern. So gehören neben BlueYard Capital auch Albert Wenger und Susan Danziger und, nach eigenen Aussagen In.Ventures, ein Zusammenschluss von Business Angels,  zu den Unterstützer:innen des Unternehmens. Laut dem Onlinemagazin Cleanthinking.de soll Marvel Fusion so schon etwa 300 Millionen Euro für die Kommerzialisierung der Fusionsenergie basierend auf der Lasertechnologie erhalten haben.

Anmerkung Redaktion: Korrektur zu Investor:innen von Marvel Fusion am 14.09.2021

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