Kernkraftwerke als Wegbereiter für das erste Fusionskraftwerk in Deutschland
Dr. Cord-Henrich Lefhalm
Deutschland hat mit dem Atomausstieg ein energiepolitisches Kapitel beendet – und damit gleichzeitig die Chance eröffnet, ein neues aufzuschlagen: die Ära der Kernfusion. Während weltweit ein intensiver Wettbewerb um Technologien, Talente und Investitionen für das erste kommerzielle Fusionskraftwerk entbrannt ist, verfügt Deutschland über einen Standortvorteil, der in dieser Form einzigartig ist: seine ehemaligen Kernkraftwerksstandorte, die sich zu Schlüsselplattformen für die Einbindung der Fusionsenergie transformieren lassen.
Fusionstechnologien – ob Laser- oder Magnetfusion – befinden sich trotz beeindruckender Fortschritte noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Sie sind mit technologischen Risiken verbunden, erfordern hohe Investitionen und müssen in Märkten agieren, die erst entstehen. Privatwirtschaftliche Unternehmen alleine können diese Anforderungen nur begrenzt schultern. Deshalb setzt die Bundesregierung auf die Einrichtung spezialisierter Fusions-Hubs als Katalysatoren für Laser- und Magnetfusion sowie Brennstoffkreislauf und Materialentwicklung. Das Ziel lautet, die exzellente Forschungslandschaft, innovative Start-ups und Industrie in starken Netzwerken zu bündeln, um den Weg zum Kraftwerksbetrieb zu beschleunigen.
„World Nuclear Outlook“: Globale Kernkraftkapazität bis 2050
Ambitionen, Machbarkeit und Voraussetzungen für eine Umsetzung
Jonathan Cobb
Der von der World Nuclear Association veröffentlichte Bericht „World Nuclear Outlook“ zeigt auf, ob die nationalen Ambitionen im Bereich der Kernenergie ausreichen, um die globalen Ziele in Bezug auf Dekarbonisierung, Energieversorgungssicherheit und Stromnachfragedeckung bis zur Mitte des Jahrhunderts zu erreichen. Seine zentrale Aussage ist bemerkenswert: Die Ziele der nationalen Regierungen zielen insgesamt darauf ab, die weltweite Kernkraftkapazität bis 2050 mehr als zu verdreifachen, was über das Ziel hinausgeht, das in der auf der COP28 vereinbarten „Erklärung zur Verdreifachung der Kernenergie“ festgelegt wurde und mittlerweile von mehr als 30 Regierungen weltweit unterstützt wird.
Kernenergienutzung und Ausbau in Tschechien: Alternativlos zur Erreichung der strategischen Ziele der Energiepolitik
Tomáš Ehler
Die Kernenergie und ihr bedeutender Anteil an der Energieversorgung (ca. 40 % an der Stromerzeugung) haben in der Tschechischen Republik im Hinblick auf die Erreichung der strategischen Ziele der Energiepolitik (und auch der damit verbundenen Verpflichtungen), nämlich Versorgungssicherheit und Stabilität, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit, keine Alternative. Dieser Befund wird durch einen breiten fachlichen Konsens im Land getragen. Vor dem Hintergrund der Langfristigkeit entsprechender Investitionen ist dabei insbesondere die Kontinuität und Kohärenz der energiepolitischen Ausrichtung von zentraler Bedeutung. Die Entwicklung der Kernenergie wird derzeit von 77 % der erwachsenen Bevölkerung unterstützt, was einen Anstieg gegenüber den Vorjahren darstellt.
Fernwärme und Prozesswärme – Ansätze zur Herstellung von bezahlbarer zuverlässig verfügbarer karbonfreier Wärme
Bernhard Leidinger
Der Fokus bisheriger Anstrengungen zur Dekarbonisierung lag auf der Stromerzeugung, auf der Gebäudeenergie und der Mobilität. Prozesswärme wurde bislang vermutlich deshalb vernachlässigt, weil es keine bezahlbaren technischen Lösungen gab, die eine zuverlässige Verfügbarkeit von Wärme auf den erforderlichen Temperaturniveaus garantieren. Für die Versorgung mit Fernwärme und Prozesswärme bieten sich neue Realtorkonzepte an, sowohl für die niedrigen Temperaturbereichen bis zu ca. 150 °C als auch für Prozesswärme bis um die 1.000 °C.
Kernkraftwerke weltweit: Schnellstatistik 2025
Redaktion
Umnutzung und Repowering des Kraftwerks Komati: Auswirkungen standortbezogener Einschränkungen auf die Entwicklung erneuerbarer Energien
Viren Heera
Die Stilllegung älterer Kohlekraftwerke stellt für Energiesysteme, die sich in einem Dekarbonisierungsprozess befinden, sowohl eine Herausforderung als auch eine Chance dar. Das Kraftwerk Komati in Südafrika ist eines der ersten groß angelegten Projekte zur Umnutzung und zum Repowering eines stillgelegten Kohlekraftwerksstandortes zu einem Standort für saubere Energie. Dieser Beitrag stellt den Entwicklungsprozess der Repowering-Komponente vor und konzentriert sich dabei auf Solar-Photovoltaik (PV), Windenergie, Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) und die Umrüstung auf Synchrondenkondensatoren.
Umnutzung von Kohlekraftwerken zur Stabilisierung des Stromnetzes unter Einsatz überschüssiger erneuerbarer Energie
Fumihiko Yoshiba, Hiroyuki Hamada, Yuji Hanai und Isamu Watanabe
Wenn große Mengen an intermittierender erneuerbarer Energie in das Stromnetz eingespeist werden, wird die Rolle eines Kohlekraftwerks von der dauerhaften Energieversorgung auf die Stabilisierung des Stromnetzes geändert. Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien wird einem elektrischen Hilfskessel zugeführt, um den erforderlichen Dampf für einen synchronisierten Generator und eine Dampfturbine zu erzeugen. Unter diesen Betriebsbedingungen erhält der Kessel keinen Brennstoff und wird in einem sogenannten Hot-Banking-Zustand gehalten. Der synchronisierte Generator trägt zur Netzstabilität bei, indem er Trägheit, Blindleistung und Kurzschlussstrom bereitstellt, ohne dabei Brennstoff zu verbrauchen.
Optimierung der Instandhaltung von Kraftwerksanlagen mit Kohlekraftwerken in der letzten Betriebsphase
Jerzy Trzeszczyński, Ewa Trzeszczyńska und Radosław Stanek
In der letzten Betriebsphase von Kohlekraftwerken sind Flexibilität und Verfügbarkeit die wichtigsten Eigenschaften, während die Instandhaltungskosten über ihre Eignung für die Betreiber entscheiden. Um die Voraussetzungen für die Erfüllung beider Anforderungen zu schaffen, wurde eine Methodik zur Verbesserung der Flexibilität von 200-MW-Kraftwerksblöcken entwickelt und Fernüberwachungssysteme für die Online-Diagnose implementiert. Derzeit werden Systeme implementiert, um Risiken im Zusammenhang mit dem flexiblen Betrieb zu identifizieren und das Wissen und die Erfahrung weiterzugeben.
Bewertung des Langzeitverhaltens von Werkstoff der Güteklasse 92
Mirko Bader, Patrick Kozlowski, Annett Udoh, Micheal Schwienheer und Gerhard Maier
KISSY: Erkenntnisse aus dem neuen Benchmark für Laufwasserkraftwerke
Olegs Linkevics, Andrea Luzio, Stefan Prost und Stefano Santini
Der Artikel beschreibt die Umsetzung eines technischen Benchmarks für Laufwasserkraftwerke (RoR) innerhalb der KISSY-Datenbank, einem seit langem etablierten System, das vom vgbe zur Analyse der Kraftwerksleistung, z. B. der Verfügbarkeit und Ausfallzeiten, genutzt wird. Bis vor kurzem konzentrierte sich KISSY hauptsächlich auf thermische Kraftwerke, Pumpspeicherkraftwerke und Speicherkraftwerke. Die Initiative erweitert die Benchmarking-Fähigkeiten auf Laufkraftwerke, die in Europa von großer Bedeutung sind und einen wesentlichen Beitrag zur Wasserkraftkapazität und -erzeugung leisten.
Globale LNG-Lieferengpässe drohen die Widerstandsfähigkeit der EU-Gasspeicher zu konterkarieren
GECF Gas Exporting Countries Forum
Forum Technology: Gebläsetausch stabilisiert CO2-Versorgung
Editorial
Dr. Cord-Henrich Lefhalm
Leiter Zukunftsthemen
RWE Nuclear GmbH
Essen, Deutschland
Kernkraftwerke als Wegbereiter für das erste Fusionskraftwerk in Deutschland
Liebe Leserinnen und Leser,
Deutschland hat mit dem Atomausstieg ein energiepolitisches Kapitel beendet – und damit gleichzeitig die Chance eröffnet, ein neues aufzuschlagen: die Ära der Kernfusion. Während weltweit ein intensiver Wettbewerb um Technologien, Talente und Investitionen für das erste kommerzielle Fusionskraftwerk entbrannt ist, verfügt Deutschland über einen Standortvorteil, der in dieser Form einzigartig ist: seine ehemaligen Kernkraftwerksstandorte, die sich zu Schlüsselplattformen für die Einbindung der Fusionsenergie transformieren lassen.
Fusionstechnologien – ob Laser- oder Magnetfusion – befinden sich trotz beeindruckender Fortschritte noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Sie sind mit technologischen Risiken verbunden, erfordern hohe Investitionen und müssen in Märkten agieren, die erst entstehen. Privatwirtschaftliche Unternehmen alleine können diese Anforderungen nur begrenzt schultern. Deshalb setzt die Bundesregierung auf die Einrichtung spezialisierter Fusions-Hubs als Katalysatoren für Laser- und Magnetfusion sowie Brennstoffkreislauf und Materialentwicklung. Das Ziel lautet, die exzellente Forschungslandschaft, innovative Start-ups und Industrie in starken Netzwerken zu bündeln, um den Weg zum Kraftwerksbetrieb zu beschleunigen.
Genau hier kommen die ehemaligen Kernkraftwerksstandorte ins Spiel. Diese bieten vollständig erschlossene Flächen mit leistungsfähigen Netzanschlüssen, Verkehrsanbindungen und etablierter Kühlwasserversorgung – Ressourcen, die anderswo erst mit beträchtlichem finanziellen und zeitlichen Aufwand neu geschaffen werden müssten. Die Nachnutzung dieser Infrastruktur erlaubt erhebliche Kosten- und Zeitvorteile gegenüber einem Neubau auf der grünen Wiese und verschafft Deutschland im globalen Innovationswettlauf einen wichtigen Vorsprung.
Doch es geht nicht nur um Beton, Kabel und Kühlwasserleitungen. Ein entscheidender Standortmehrwert liegt im vorhandenen Know-how: Über Jahrzehnte haben Betreiber und Belegschaften umfassende Erfahrung im Umgang mit radioaktiven Stoffen, bei der Umsetzung strahlenschutzrechtlicher Anforderungen und dem Betrieb von Kontrollbereichen aufgebaut. Dieses Wissen ist für die Entwicklung und den späteren Betrieb von Fusionskraftwerken unmittelbar relevant. Es erleichtert die Übertragung regulatorischer Vorgaben in die Praxis und reduziert Risiken beim Aufbau und Betrieb von Demonstrationsanlagen. Zudem bietet sich für das qualifizierte Personal eine attraktive Zukunftsperspektive, wodurch hochwertige Arbeitsplätze in den Regionen erhalten und weiterentwickelt werden.
Die Umwidmung ehemaliger Kernkraftwerke zu Fusionscampus-Standorten schafft darüber hinaus neue Impulse für regionale Entwicklungen. Viele dieser Standorte waren über Jahrzehnte bedeutende Wirtschaftsfaktoren. Wenn sie nun zu Innovationszentren für potentiell zukünftige Hochtechnologie werden – mit Anbindungen an Universitäten, Forschungsinstitutionen und international agierende Unternehmen – können sie erneut zu Motoren strukturellen Wandels werden. Campus-Konzepte, die zum Beispiel bei der Förderung universitärer Exzellenzcluster etabliert sind, verdeutlichen das Potential solcher Hubs als Orte, an denen Forschung, Infrastruktur und industrielle Partner räumlich und organisatorisch eng verzahnt sind.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist Geschwindigkeit. Die Erschließung neuer Standorte wäre mit langwierigen Genehmigungsverfahren und hohen Anfangsinvestitionen verbunden. An den bestehenden Standorten können Fusions-Demonstrationsanlagen unter Strahlenschutzrecht vergleichsweise schnell realisiert werden. Dies stärkt nicht nur die technologische Souveränität Deutschlands, sondern erhöht auch seine Attraktivität für internationale Partner und Investoren, die auf verlässliche Rahmenbedingungen und zügige Umsetzung achten.
Die Nachnutzung heutiger Rückbauanlagen ist auch ein Beitrag zur Nachhaltigkeit. Anstatt neue Flächen zu versiegeln und zusätzliche Infrastruktur aufzubauen, werden bestehende Industrieanlagen in eine zukunftsorientierte Nachnutzung überführt. Dadurch entsteht eine einmalige Chance: Der Atomausstieg wird zur Brücke von der Spaltungs- zur Fusionsenergie. Dabei werden die Anlagen im Einklang mit den rechtlichen Verpflichtungen weiter zurückgebaut, bis ein übergabefähiger Rückbauzustand erreicht ist. Dieser bildet die Basis, um die Standorte unter dem Strahlenschutzrecht in neue Trägerstrukturen zu überführen und für die Fusion nutzbar zu machen.
Deutschland hat sich das ambitionierte Ziel gesetzt, das weltweit erste Fusionskraftwerk zu errichten. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen wir technologische Exzellenz mit kluger Standortpolitik verbinden. Die ehemaligen Kernkraftwerksstandorte bieten dafür eine nahezu ideale Ausgangsbasis – technisch, organisatorisch und gesellschaftlich. Wenn es gelingt, sie konsequent als Plattformen für Fusions-Hubs zu nutzen, kann aus der Geschichte der Kernenergie ein zentraler Baustein der Energieerzeugung von morgen werden.