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Neben Kernspaltung und Sonnenenergie kann die Kernfusion geeignet sein, Kohle, Erdgas und Erdöl zu ersetzen. Die Fusionsforschung möchte den steinigen Weg hin zum energiegewinnenden Kraftwerk mittels zweier grundlegender Konstruktionsprinzipien Tokamak und Stellarator beschreiten.

Schematische Darstellung eines Tokamaks

Ringförmige Magnetfelder sind beiden Typen gemeinsam, Tokamaks erzeugen einen Teil dieses Feldes durch einen im Plasma fließenden elektrischen Strom her. Stellaratoren hingegen bedienen sich ausschließlich äußerer Spulen, um das Magnetfeld aufzubauen.

Schematische Darstellung eines Stellarators

Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching befindet sich weltweit in der einzigartigen Lage, beide Typen gemeinsam untersuchen zu können und meldete letzte Woche das erfolgreiche Erreichen des ersten Meilensteins für das Stellarator-Experiment Wendelstein 7-X. Mit den ersten beiden Halbmodulen der Fusionsanlage sind zwei Zehntel des inneren Kerns der Anlage damit fertig gestellt und werden nun zusammengefügt.

Das fertig gestellte erste Halbmodul auf dem Weg in den zweiten Vormontagestand

Die industrielle Herstellung der wesentlichen Bauteile für Wendelstein 7-X ist nahezu abgeschlossen, bis 2014 soll die komplette Anlage fertig sein und dann die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator darstellen. Die Kraftwerkseignung eines solchen Reaktortyps soll mit bis zu 30 Minuten langen Entladungen getestet werden.

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Von 1751 bis 2004 sind durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen und Zement-Produktion ca. 315 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in der irdischen Atmosphäre freigesetzt worden. Die Hälfte dieser Emissionen ist seit Mitte der 1970er-Jahre erfolgt. Die Emissionsrate für 2004 - 7,9 Milliarden Tonnen Kohlenstoff - stellt erwartungsgemäß ein Allzeithoch dar, allein seit 2003 ist eine Steigerungsrate von 5,4% zu verzeichnen (alle Daten: Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge Laboratory).

Robert H. Socolow und Stephen W. Pacala vom Oak Ridge National Laboratory zeigen in einer Veröffentlichung von 2004 15 Wege auf, um die jährlichen Kohlenstoff-Emssionen mit aktuellen Technologien um eine Milliarde Tonnen zu verringern und damit dem Damokles-Schwert der extrapolierten Emissionswerte von 16 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in 50 Jahren die Schneide zu nehmen.

Richard Westall: „Das Schwert des Damokles“

Jede der im Folgenden aufgelisteten Strategien würde innerhalb der nächsten 50 Jahre eine jährliche Reduktion der Kohlenstoff-Emissionen um 1 Milliarde Tonnen bewirken:

Effizienz und Konservierung Verbesserung der Verbrauchswerte von 2 Milliarden Autos bis 2058 um 50%. Reduzierung der jährlichen Fahrleistung für Autos um 50%. Erhöhung der Wirkungsgrades von Heizungen, Kühlungen, Beleuchtung und Geräten um 25%. Erhöhung der Wirkungsgrades von Kohlekraftwerken von 40% auf 60%.

Einfang und Speicherung von Kohlenstoff Einführung von Systemen zum Einfang und zur Speicherung von CO2 in der Erde bei 800 großen Kohlekraftwerken oder 1.600 Erdgas-Kraftwerken. Benutzung von CO2-Einfangsystemen bei kohle-basierten Fabriken zur Produktion von Wasserstoff als Treibstoff für 1 Milliarde Autos. Benutzung von CO2-Einfangsystemen bei kohle-basierten Fabriken zur Tages-Produktion von 30 Millionen Barrel synthetischem Treibstoff.

Energiequellen mit niedrigem Kohlenstoffanteil Ersatz von 1.400 großen Kohlekraftwerken durch Ergaskraftwerke. Vollständiger Ersatz von Kohle durch Verdreifachung der aktuell installierten Basis von Atomkraftwerken.

Erneuerbare Energiequellen Erhöhung der aktuellen Kapazität von Windkraftwerken um das 25-fache. Erhöhung der aktuellen Kapazität von Solarkraftwerken um das 700-fache. Erhöhung der aktuellen Kapazität von Solarkraftwerken um das 50-fache, um Wasserstoff für Autos mit Kraftstoffzellen zu erzeugen. Erhöhung der aktuellen Produktion von Ethanol-basierten Biokraftstoffen um das 50-fache. Dazu würde 1/6 des weltweiten Ackerlandes benötigt. Weltweites komplettes Stopp aller Wald-Rodungen. Ausdehnung schonender Bodenbearbeitung auf das weltweit verfügbare Ackerland. Normales Pflügen setzt durch beschleunigte Verwesung organischer Materialien Kohlenstoff frei.

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