China plant den Bau des weltweit ersten Fusions-Spalt-Reaktors bis 2031

Mit dem geplanten supraleitenden Hochtemperaturreaktor Xinghuo, der bis 2031 in Betrieb gehen soll, unternimmt China bedeutende Schritte zur Errichtung des weltweit ersten Fusions-Spaltungs-Reaktors. Die Entwicklung dieser fortschrittlichen Anlage zur Stromerzeugung aus Kernkraft unterstreicht Chinas Bestreben, im Bereich modernster Energietechnologien weltweit führend zu sein.

Das Projekt befindet sich in der Provinz Jiangxi (im Bild) und verfügt über ein Budget von rund 20 Milliarden Yuan (etwa $2,76 Milliarden US-Dollar), was den Kosten für den Bau herkömmlicher Kernkraftwerke entspricht. Der Name "Xinghuo", der im Englischen mit "Funke" übersetzt werden kann, spiegelt den innovativen Charakter des Vorhabens wider. Sobald der Reaktor in Betrieb ist, soll er 100 Megawatt Dauerstrom erzeugen, was etwa 10% der Leistung eines herkömmlichen Kernkraftwerks entspricht.

Wu Rui, Präsident der Jiangxi Electronics Group, eines staatlichen Unternehmens, das das Projekt beaufsichtigt, erklärte kürzlich in den Medien, dass die Finanzierung des Reaktors derzeit sichergestellt wird und man mit konkreten Entwicklungen bis zum Ende des zweiten Quartals 2025 rechnet. Er skizzierte einen Zeitplan für das Projekt und erklärte, dass der Systementwurf innerhalb dieses Jahres abgeschlossen sein wird, wobei die Produktion und Prüfung der relevanten Ausrüstung für die Jahre 2026 bis 2027, die Montage und Erprobung für die Jahre 2028 bis 2029 und die Fertigstellung der ersten Phase für 2031 geplant ist.

Trotz dieser Pläne bestätigte Wu nicht, ob der Reaktor zum angestrebten Termin für die Stromerzeugung bereit sein wird. Bei einem Besuch von Shi Fayong, dem stellvertretenden Generaldirektor der China Nuclear Industry 23 Construction Co Ltd, im März wurde die laufende Zusammenarbeit zwischen verschiedenen staatlichen Unternehmen hervorgehoben, wobei sich die Gespräche auf die Entwicklung des Standorts konzentrierten.

Im Rahmen einer öffentlichen Ausschreibung hat Jiangxi Electronics einen Auftragnehmer für die Umweltverträglichkeitsprüfung gesucht, die für die Anlage erforderlich ist, die auf der Wissenschaftsinsel Yaohu in der Hightech-Zone von Nanchang errichtet werden soll. Dieses Projekt wird im Anschluss an eine im November 2023 geschlossene Kooperationsvereinbarung zwischen dem Geschäftsbereich von Jiangxi Electronics, Lianovation Superconductor, und dem CNNC Fusion (Chengdu) Design and Research Institute vorangetrieben.

Der vorgeschlagene Reaktor wird die Grundsätze der Fusion mit magnetischem Einschluss nutzen, bei der Plasmateilchen, insbesondere Wasserstoffisotope (Deuterium und Tritium), in einem Tokamak eingeschlossen sind, einer Fusionsmaschine, die ursprünglich von sowjetischen Wissenschaftlern in den späten 1950er Jahren entwickelt wurde. In diesem Hybridsystem treten jedoch schnelle Neutronen mit Uran-238 oder Thorium-232 in Wechselwirkung, um eine Spaltung auszulösen, ein Prozess, der Berichten zufolge praktikabler ist als eine reine Fusion.

Ein wichtiges Sicherheitsmerkmal ist die Verlangsamung der Spaltungsreaktionen nach dem Ende der Fusionsreaktionen, wodurch das Risiko einer Kernschmelze verringert wird. Das Projekt muss jedoch noch vom chinesischen Staatsrat genehmigt werden, ein entscheidender Schritt, der noch aussteht.

In der Vergangenheit hatten Chinas Pläne zum Ausbau der Kernenergie Rückschläge erlitten, nachdem die Fukushima-Katastrophe in Japan im Jahr 2011 aufgrund von Sicherheitsbedenken zur Aussetzung aller Kernenergieprojekte im Inland geführt hatte. Nach Fukushima wurde der für ein Kernkraftwerk vorgesehene Standort in Pengze in ein Solarkraftwerk umgewidmet. Im August 2022 gab der Staatsrat grünes Licht für fünf neue Atomprojekte mit insgesamt 11 Reaktoren in verschiedenen Küstenprovinzen und einer geschätzten Gesamtinvestition von rund $31 Mrd. USD.

Duan Xuru, leitender Wissenschaftler für Kernfusion beim CNNC, erklärte vor kurzem, dass bis 2045 reine Fusionsenergieanwendungen demonstriert werden sollen, mit der Hoffnung auf eine kommerzielle Nutzung bis 2050. Er betonte das seit langem bestehende Engagement wissenschaftlicher Einrichtungen und staatlicher Unternehmen in der Kernfusionsforschung und verwies auf die zunehmende Beteiligung privater Firmen und des sozialen Kapitals in den letzten Jahren.

Während die Unternehmen des Sektors den Zeitplan für das Fusionskraftwerk optimistisch einschätzen, haben Forscher wie Xu Chunyang vom China Institute of Nuclear Industry Strategy eine realistische Einschätzung der Herausforderungen angemahnt. Xu wies auf die erheblichen Kosten hin, die mit der Forschung und Entwicklung im Bereich der Fusionsenergie verbunden sind, und räumte ein, dass die Lösung der komplizierten Probleme, die mit diesen wissenschaftlichen Initiativen verbunden sind, viel Zeit erfordert.