Über Fusionsenergie gibt es einen alten Witz unter Atomphysikern: Die Technik sei nur noch 20 Jahre von der Marktreife weg, das sei aber schon seit 60 Jahren so – und werde auch in 60 Jahren noch genauso sein. Beim Münchener Start-up Marvel Fusion ist man dennoch überzeugt davon, dass bald tatsächlich der Durchbruch gelingen könnte. Dass das Projekt kein reines Hirngespinst ist, darauf deutet zumindest die Unterstützung für das junge Unternehmen aus der Industrie hin. Mit dem Energietechnikhersteller Siemens Energy, dem Laser-Spezialisten Trumpf und dem französischen Konzern Thales sind in diesem Jahr gleich drei Großunternehmen eine Partnerschaft mit Marvel Fusion eingegangen.

Grund für Optimismus gibt den Gründern um die Ingenieurin und ehemalige McKinsey-Beraterin Heike Freund, dass sie einen anderen Ansatz gewählt haben als bisher üblich. Über Jahrzehnte haben Wissenschaftler Atome fusioniert, indem sie die Materie mithilfe von sehr starken Magneten extrem hohen Temperaturen aussetzten. Marvel Fusion setzt stattdessen auf Laser. Mit sehr kurzen Lichtpulsen von einer Dauer von nur einer Femtosekunde – so lang, wie ein Lichtstrahl braucht, um ein Haar zu durchqueren – kann sehr gezielt sehr viel Energie übermittelt werden. Damit werden die Teilchen in einem Bor-Wasserstoff-Gemisch zur Fusion angeregt. Die Produkte sind – neben Helium – Wärme und positiv geladene Teilchen. Beides kann in Energie umgewandelt werden. Die dafür notwendige Lasertechnologie ist erst vor wenigen Jahren entwickelt worden. 2018 gab es dafür den Physiknobelpreis.

Im Energieaufwand besteht die große Herausforderung bei der praktischen Anwendung der Kernfusion. Dass sie grundsätzlich funktioniert, ist erwiesen. Es ist nur noch keinem gelungen, mehr Energie herauszubekommen, als reingesteckt wird. Den Rekord hält aktuell die amerikanische „National Ignition Facility“, die im vergangenen Jahr bei einem Laser-Experiment 70 Prozent der aufgebrachten Energie wiedergewinnen konnte. Das war schon ein spektakulärer Fortschritt, lange Zeit waren nur Werte im einstelligen Prozentbereich möglich.

Ziel sind kommerzielle Kraftwerke im Jahr 2030

Marvel Fusion gibt es seit zweieinhalb Jahren. Zunächst arbeiteten die Gründer rein theoretisch, mit Simulationen in Supercomputern. Inzwischen ist das Unternehmen in der Phase der experimentellen Überprüfung in Hochleistungslaseranlagen angelangt. Von denen gibt es auf der Welt nur etwa zehn. Ein eigener Prototyp für die Validierung würde etwa 500 Millionen Euro kosten, schätzt Heike Freund. Das große Ziel: Wenn alles klappt, soll es Anfang der 2030er-Jahre erste kommerzielle Kraftwerke geben. Andere Fachleute rechnen damit allerdings eher in der zweiten Hälfte des nächsten Jahrzehnts.

Bisher hat das Unternehmen 65 Millionen Euro Kapital eingesammelt, zuletzt im Februar 35 Millionen Euro vom Wagniskapitalgeber Earlybird. Staatliche Förderung hat Marvel Fusion bisher nicht erhalten, dafür aber die namhaften Industriepartner Thales, Trumpf und Siemens Energy von sich überzeugt. Erneuerbare Energien wie Windkraft und Photovoltaik allein reichten nicht für eine klimaschonende und sichere Energieversorgung, heißt es bei Siemens Energy. Deshalb setzen die Münchner auf die Zusammenarbeit mit Marvel Fusion, obwohl sich der Mutterkonzern Siemens längst aus der Atomtechnik verabschiedet hat.

Siemens Energy sieht zwei Vorteile in der laserbasierten Fusionstechnik: Sie verursache besonders wenig radioaktiven Abfall und könne schneller marktreif sein als andere Ansätze. Siemens Energy soll in der Partnerschaft vor allem für die Umwandlung von Fusionsenergie in Strom zuständig sein. Der schwäbische Laser-Spezialist Trumpf glaubt nach eigener Auskunft ebenfalls fest daran, dass die lasergetriebene Kernfusion „ein essenzieller Baustein der zukünftigen Energieversorgung sein wird“, wie ein Unternehmenssprecher sagt. Trumpf soll spezielle Laser für die Kernfusion entwickeln. Mit kraftwerkstauglichen Geräten rechnen die Ingenieure allerdings erst bis 2040. Trumpf will sich zudem nicht auf Marvel Fusion als einzigen potentiellen Partner festlegen.

Neben dem Start-up aus München versuchen auch andere Unternehmen, mithilfe der Lasertechnik dem Fusionsreaktor zum Durchbruch zu verhelfen. Eines davon ist Focused Energy aus Darmstadt, das von deutschen und amerikanischen Wissenschaftlern gegründet wurde. Auch HB11 aus Australien, Innoven Energy aus den USA und EX-Fusion aus Japan setzen auf die Laser-Fusionstechnik.