Seit knapp 100 Jahren (oder 50, je nach dem wie man es definiert), wissen wir, wie die Sonne die Energie erzeugt: Durch Kernfusion. In ihrem Inneren werden Wasserstoffatome zu Heliumatomen verschmolzen und dabei wird Energie frei, die in Form von Strahlung den Stern verlässt. Die Fusionsenergie der Sonne ist für das Leben auf der Erde verantwortlich und auch die letztendliche Ursache fast all der Energieformen, die wir momentan verwenden. Sieht man von Kernkraft ab, sind Öl und Kohle nichts anderes als „fossile Sonnenenergie“, nämlich die Sonnenenergie, die in den Pflanzen und Lebewesen der Vergangenheit gespeichert worden ist. Windkraft, Solarenergie, Wasserkraft, usw – all das ist in letzter Konsequenz auf die Sonne zurückzuführen. Aber noch effektiver wäre es, wenn wir nicht auf die Kernfusion im Inneren eines 150 Millionen Kilometer entfernten Sterns angewiesen wären, sondern die Fusion direkt hier bei uns auf der Erde durchführen könnten.
Deswegen wird seit einigen Jahrzehnten daran geforscht, Fusion gezielt und kontrolliert durchzuführen um damit noch viel mehr Energie zu gewinnen, als es mit den derzeitigen Methoden möglich wäre. Wie das theoretisch ablaufen muss, wissen wir. Nur die praktische Durchführung ist knifflig. Und genau das ist das Problem. Um Kernfusion als ernsthafte Energiequelle zu etablieren, braucht es viel (internationales) Investment und Engagement und das über einen langen Zeitraum hinweg. Man muss also bereit sein, für lange Zeit viel Geld auszugeben. Also exakt das, was kein Politiker dieser Welt tun will und wird (es sei denn, es geht um Investments beim Militär), ganz besonders dann nicht, wenn es um Wissenschaft geht. Wenn nicht bis zur nächsten Wahl irgendein Profit zu erwarten ist, den man in Wählerstimmen umwandeln kann, ist langfristiges Engagement von Politikern leider kaum mehr zu erwarten.
Insofern ist es eigentlich erstaunlich, wie weit die Fusionsforschung trotz allem gekommen ist. Ja, vermutlich kommen jetzt wieder die üblichen Witze von wegen „Fusionskonstante“, also der Tatsache, dass (angeblich) die Beherrschung der Kernfusion immer für „in 30 Jahren“ versprochen wird… Aber wie gesagt: Es ist kein Wunder, dass es hier nur langsam vorwärts geht. Kernfusion nutzbar zu machen ist ein gigantisches wissenschaftliches und technisches Projekt das man nicht mal so eben nebenbei fertig stellt. Und (leider?) herrscht ja auch noch kein wirklicher Druck, hier vorwärts zu kommen. Wir könnten ja auch schon längst mit vernünftigen Elektroautos mit vernünftiger Reichweite durch die Gegend fahren oder die regenerativen Energien viel besser und umfangreicher nutzen als wir es jetzt tun. Aber warum sollten wir? Es gibt ja immer noch Benzin an jeder Tankstelle und es gibt immer noch jede Menge Kohle und Gas, die wir verheizen können und Atomkraftwerke, die billigen Strom liefern. Warum sollte man hier investieren, wenn wir die neuen Energieformen erst in der Zukunft brauchen? Soll sich doch die Zukunft darum kümmern!
Ich bin davon überzeugt, dass mit einem entsprechenden finanziellen und personellen Engagement Kernfusion durchaus „in 30 Jahren“ nutzbar gemacht werden kann. Und auch, dass man die diversen Probleme (z.B. mit kontaminierten Bauteilen) lösen kann. Aber man muss es auch tatsächlich wollen und nicht nur so nebenbei ein bisschen daran forschen lassen. Wenn man sich die Welt ansieht, dann gibt es eigentlich kaum etwas, was wichtiger sein sollte, als die Suche nach neuen Energiequellen für die Zukunft! Ob die fossilen Energien noch zu unseren Lebzeiten zu Ende gehen oder zu der unserer Kinder oder Enkel sollte eigentlich egal sein. Denn sie WERDEN zu Ende gehen und wäre es nicht besser, wir hätten vorher schon eine Alternative, anstatt erst dann aktiv zu werden, wenn es nicht mehr anders geht?
Aber vermutlich funktionieren wir Menschen so. Wir denken nicht langfristig; zumindest selten weiter als über unsere persönliche Zukunft hinaus. Es wäre schön, wenn sich da irgendwann etwas ändern würde. Aber ich bin da skeptisch…
Warum Fusionsforschung eine gute Idee ist und wie das alles eigentlich funktioniert könnt ihr euch in diesem sehr schön gemachten Video von PHD Comics ansehen:
Und wenn ihr dann noch sehr ausführlich über die derzeitige Fusionsforschung in Deutschland informiert werden wollt, hört euch die beiden entsprechenden Folgen im Resonator-Podcast an: „Das IPP in Garching“ und „Der Wendelstein 7-X“.
Völlig perplex. Ein Wissenschaftler, der sich bisher immer als sehr kritisch bezüglich der Kernenergie gezeigt hat, propagiert plötzlich die Kernfusion. Was ist mit den zahlreichen Problemen; erwähnt sei nur die Lunkerbildung und das Tritiumproblem?
Und wenn ich auf die Zeiten sehe, fällt mir nur die Euphorie der ersten Pugwash-Konferenz ein.
@eumenes: „Völlig perplex. Ein Wissenschaftler, der sich bisher immer als sehr kritisch bezüglich der Kernenergie gezeigt hat, propagiert plötzlich die Kernfusion. „
Dir ist schon klar, dass Kernspaltung und Kernfusion zwei ganz unterschiedliche Dinge sind? Und ich propagiere die FusionsFORSCHUNG! Weil ich – wie im Artikel gesagt – der Meinung bin, dass man die Probleme lösen kann, wenn man da einfach mal vernünftig forscht und nicht so halbherzig wie jetzt. Und wenn man merkt, dass man die Probleme NICHT lösen kann: Nun, dann hat man gelernt, dass Fusion nix bringt und wir uns andere Ideen einfallen lassen müssen…
Eigentlich dachte ich ja immer das Kernfusion ein „Allheilmittel“ für die Energieproblematik ist. Jetzt von Problemen zu lesen macht mich neugierig. Abgesehen davon finde ich das ein Problem etwas unterschätzt wird. Es ist nicht nur die Politik die hier falsch denkt, es ist auch eine Sache des Lobbyismus der hier massiven Einfluss haben dürfte. Ich meine die Energiekonzerne machen massive Gewinne durch teure Energie. Wenn jetzt tatsächlich Kernfusion eine realistische durchführbare Energieerzeugung verspricht ist damit wahrscheinlich kein Gewinn mehr möglich. Der Einsatz zum Erzeugen der Energie dürfte minimal sein im Vergleich zum Output. Also würden diese ganzen Konzerne ihre Grundlage verlieren und es würde sich Probleme lösen lassen die evtl gar nicht gelöst werden sollen. Ja, das klingt wahrscheinlich ein wenig wie Verschwörungstheoretik aber ich möchte dabei nur auf Lobbyismus und Gewinnmacherei gewisser Industrien hinaus. Aber das ist nur meine bescheidene Meinung.
Toller Artikel Herr Freistetter! Viele Grüße M.Ahrens
@Kevin Kernfusion kann niemals eine dezentrale Form der Energiegewinnung sein. Und unter keinen Umständen ist der Bau eines Kernfusionskraftwerks etwas was kleine Firmen stemmen können Die Konzerne werden also ihren Platz haben, denn sie sind, neben den Staaten selbst, die Einzigen, welche das nötige Kleingeld haben.
@ulfi
Natürlich ist Kernfusion initial eine extrem teure Angelegenheit, aber wenn der Punkt erreicht ist an dem die erzeugte Energie halbwegs effizient gespeichert werden kann wird Strom wohl doch einen deutlichen Preissturz erleiden müssen. Damit würde das Geschäftsfeld massiv schrumpfen und die Gewinnmarge würde kleiner werden. Vergleicht man das mit dem aktuellen Stand wo Strom quasi immer teurer wird ist das doch eher eine unbefriedigende Zukunft für die Konzerne oder nicht? Gerne lasse ich mich korrigieren sollte ich das falsch sehen.
@FF. Glaubst DU wirklich, dass mehr Geld mehr Fortschritt bringt? Das ist doch naiv.
Großforschung ist immer auch (internationale) Politik, ein andauerndes Geschacher um Gelder, Einfluss, Aufträge für die einheimische Wirtschaft, Macht usw. Die Forschung frisst aus den gleichen Suppentöpfen wie Infrastruktur, Sozialausgaben, und andere Staatsaufgaben oder Prestigeprojekten, vor allem im Sport, und sie kämpft mit den gleichem Mitteln: Lobbyismus, Werbung, politische Beeinflussung. Trotzdem kann die Welt in den letzten Jahren einiges an Mammutprojekten vorweisen: ISS, CERN, ITER. Da werden Gelder bewegt, die den Haushalt kleinerer Staaten überschreiten und Zeithorizonte aufgespannt, die gerade für Demokratien unglaublich lang sind. (Manchmal klappt es nicht und dann passiert leider sowas wie mit dem Square Kilometre Array (SKA))
Aber die Politik, die internationalen Beziehungen ändern sich, was gestern noch fein ausbalanciert war, hat heute wieder Schlagseite. Wer konnte sich vor 30 Jahren ein Ende des West Ost Konfliktes und der DDR vorstellen und wer vor 10 Jahren die Auferstehung des West Ost Konfliktes. Die Weltwirtschaft verhält sich chaotisch und trotzdem gab es immer internationale Großprojekte. Ich bin eher erstaunt, was da trotzdem erreicht wird, auch wenn es immer zu wenig ist.
Persönlich glaube ich nicht, dass Kernfusion die „Lösung“ ist. Solche Versprechen projizieren immer auf die Aspekte Probleme der Gegenwart. Ersetze den Tank durch ‚ne Batterie und alles ist gut. Is es nicht. In Zeiten der Globalisierung sollte sich IMHO auch die technische Infrastruktur globalisieren und gleichzeitig die Bürgern beteiligen. Stichwort z.B. Weltweites Super Grid, das lokale Energieeinspeisung ermöglicht. Auch da gibt es noch viel zu tun.
Eine Erhöhung der Mittel für Fusion würde das Geld von anderen wichtigen Forschungsvorhaben abziehen, alles andere ist Wunschdenken. Eine Fokussierung auf Fusion kann uns auch wieder in die nächste Sackgasse bringen, wenn es nicht klappt und dass es klappt ist eben nicht sicher, jedenfalls nicht so, dass ich alles drauf wetten würde.
Deshalb. Lasst sie weitermachen, die Forschung ist wichtig, aber das war es dann auch schon.
@koi: „Glaubst DU wirklich, dass mehr Geld mehr Fortschritt bringt? Das ist doch naiv.“
Je mehr Forscher daran arbeiten können und je mehr Ressourcen sie haben, desto mehr werden sie herausfinden. Was daran ist naiv?
„Eine Erhöhung der Mittel für Fusion würde das Geld von anderen wichtigen Forschungsvorhaben abziehen, alles andere ist Wunschdenken. „
Ja. Und wieso muss man akzeptieren, dass anscheinend problemlos Billionen für Börsenglücksspiele und Krieg aufgebracht werden können, aber Geld für Forschung nie erhöht werden darf?
„Deshalb. Lasst sie weitermachen, die Forschung ist wichtig, aber das war es dann auch schon.“
Wie gesagt… langfristiges Denken scheint uns Menschen leider nicht zu liegen. Sollen wir wirklich erst abwarten, bis uns Kohle und Öl ausgegangen sind, bevor wir ne bessere Lösung suchen? Oder sollten wir nicht JETZT, wo noch alles einigermaßen gut läuft, eine praktikable Lösung finden und fertigstellen?
Wus? Und welche Magie soll das sein?
@FF „@koi: “Glaubst DU wirklich, dass mehr Geld mehr Fortschritt bringt? Das ist doch naiv.”
Je mehr Forscher daran arbeiten können und je mehr Ressourcen sie haben, desto mehr werden sie herausfinden. Was daran ist naiv?“
Weil mehr Geld nicht automatisch dazu führt, dass mehr Forscher daran arbeiten können. Mehr Geld führt erst mal zu mehr Politik, und zu mehr Verteilungskämpfen, auch Wissenschaftler sind – zum Glück – Menschen.
Außerdem gibt es gerade bei Großprojekten Ressourcenprobleme, die durch Geld nicht zu beseitigen sind. Ich kann vielleicht noch irgendwo ein Teleskop hinstellen, aber ein zweites Hubble, eine zweite ESO, ein zweites SKA, einen zweiten LHC, eine zweite ISS, eine zweiter ITER. Für Ressourcen dieser Größenordnung braucht es verantwortliche Forschungsplanung und –verwaltung, aka: –politik.
„“Eine Erhöhung der Mittel für Fusion würde das Geld von anderen wichtigen Forschungsvorhaben abziehen, alles andere ist Wunschdenken. “
Ja. Und wieso muss man akzeptieren, dass anscheinend problemlos Billionen für Börsenglücksspiele und Krieg aufgebracht werden können, aber Geld für Forschung nie erhöht werden darf?“
Du musst es nicht akzeptieren, ich finde es auch nicht akzeptabel. Und nun? Ich kenne aber auch andere Bereiche, in denen du genauso argumentieren kannst. Bildung, Gesundheitswesen, Infrastruktur. Wenn Du da was ändern willst, musst du politisch (nicht unbedingt parteipolitisch) agieren. Dann können wir uns darüber streiten was im Einzelnen wichtiger ist.
„“Deshalb. Lasst sie weitermachen, die Forschung ist wichtig, aber das war es dann auch schon.”
Wie gesagt… langfristiges Denken scheint uns Menschen leider nicht zu liegen. Sollen wir wirklich erst abwarten, bis uns Kohle und Öl ausgegangen sind, bevor wir ne bessere Lösung suchen? Oder sollten wir nicht JETZT, wo noch alles einigermaßen gut läuft, eine praktikable Lösung finden und fertigstellen?“
Nee, langfristig is nich. Wir setzen lieber alles auf eine Karte. Im Ernst. Ich habe doch als Alternative das Supergrid und lokale Energieerzeugung angeführt. Das würde doch gerade auf diese Problematik antworten. Vernetzung kann außerdem in meinen Augen eine friedensunterstützende Technik für die Zukunft sein, im Gegensatz zur Monopolstrukur, die Energieversorger mit Fusionsreaktoren mit großer Wahrscheinlichkeit ausprägen würden.
# FF
einem Physiker indirekt zu unterstellen, dass er den Unterschied zwischen Fission und Fusion nicht kenne, ist schon recht derb, oder überheblich.
Die bekannten technischen Probleme mit Forschung zu lösen, erinnert doch stark an ein materialitisches Weltbild: was der Mensch geschaffen hat, muss er auch beherrschen.
Und wo bleibt die thermodynamische Überlegung, dass wir dem geschlossen System Erde immer mehr Energie in Form von Wärme zuführen?
@eumenes: „einem Physiker indirekt zu unterstellen, dass er den Unterschied zwischen Fission und Fusion nicht kenne, ist schon recht derb, oder überheblich.“
Sorry, ich wusste nicht, dass du Physiker bist (tut mir leid, ich kann beim besten Willen nicht die Details aller Kommentatoren im Kopf behalten). Ich hab mich halt nur gewundert, warum du meine Meinung zu Kernkraftwerken mit meiner Meinung zu Fusionsforschung vermischt.
„Die bekannten technischen Probleme mit Forschung zu lösen, erinnert doch stark an ein materialitisches Weltbild: was der Mensch geschaffen hat, muss er auch beherrschen.“
?? Versteh ich nicht. Man stellt fest, dass man technische Probleme lösen muss, um ein Ergebnis zu bekommen. Also sollte man probieren, die Probleme zu lösen. Wenn man es immer gleich bleiben lässt, dann passiert nie etwas.
@FF. Sorry für die bescheidene Formatierung, irgendwie komm ich mit der Kommentarfunktion von WP nicht klar. Gibt’s da irgendwo ein Tutorial?
Als Grundlagenforschung find ich das sehr interessant und von der „Ressourcenzuteilung“ her ebenfalls stark verbesserungsfähig.
Nur was die Nutzung zur kommerziellen Elektrizitätserzeugung angeht hab ich noch so meine Zweifel, aber man wird sehen…
Davon abgesehen ist es aber halt auch „nur“ wieder ein weiterer Weg um Elektrizität zu gewinnen, davon haben wir schon ein paar (1) [Die Prozesswärme irgnoriere ich mal, man wird gleich sehen warum].
Leider hilft das beispielsweise der Luft- und Seefahrt noch nicht so wirklich. Sofern niemand einen energetisch und wirtschaftlich billigen Weg findet um synthetische Treibstoffe mit vergleichbarem Energiegehalt wie Kerosin und Diesel/Schweröl herzustellen bleibt zumindest der Seefahrt noch die Alternative Kernspaltung oder – fusion.
Die Kernspaltung war ja schon zu Zeiten der „Otto Hahn“ nicht so beliebt auf den Seewegen…
Für die Luftfahrt sehe ich da aber im Moment noch ziemlich schwarz. Ein A380 mit Fusionskraftwerk? Halte ich so für sehr fraglich. Und mit Akkus oder Kondensatoren? Für die dafür notwendigen Entwicklungen oder Entdeckungen dürfte mindestens ein Nobelpreis fällig werden.
(1)
Ich verweise mal auf Tom Murphys Blog der hinsichtlich solcher Fragen grundsätzlich sehr interessant ist:
https://physics.ucsd.edu/do-the-math/2012/02/the-alternative-energy-matrix/
Als nette Koinzidenz arbeitet er an der Mond-Entfernungsmessung
https://physics.ucsd.edu/do-the-math/tom-murphy-profile/
Das ist eine Behauptung, für die Du keinerlei Argument anführst. Oder kannst Du eine auf physikalischen und ökonomischen basierende Berechnung sowie deren sachliche Diskussion und gesallschaftliche Akzeptanz anführen, die die Überlegenheit gegenüber erneuerbaren (letzlich auf Sonnenenergie basierender) Versorgung nachweist?
Eine gute „Fusionskonstante“ zurück in der Geschichte, als ich jung war und Du, lieber Florian, vermutlich gerade die Vorschule besucht hast, haben „Experten“ erklärt, dass die erneuerbaren Energien *nie* einen größeren Anteil als vielleicht 15% erreichen werden, dass die Versorgung unzuverlässig sei, bla bla bla… Deren Argumente habe ich damals als einleuchtend geglaubt.
Heute haben wir in Deutschland fast 25% Anteil erneuerbare Energie und auch in Europa sieht es nicht schlecht aus. https://de.wikipedia.org/wiki/Erneuerbare_Energien#Europ.C3.A4ische_Union
Die Sonnenergie wird noch einige Jahrmilliarden sehr konstant und ohne jede technische Anlage hier auf der Erde in einer für die Menschheit ausreichenden Menge angeliefert werden. In beiden Fällen – Sonnenergie oder Kernfusion – muss Strahlungsenergie in eine andere Form umgewandelt werden. Es gibt also außer der Neugierde der Forscher gar keinen Grund, diese Strahlung erst selbst zu erzeugen, wenn sie bereits frei Haus geliefert wird. Glücklicherweise sind Wähler und Politiker hier besonnener und halten das Geld zurück. Auch die Erfahrungen mit Versprechungen und Realität der Kernenergie legen das nahe.
Als Techniker und Wissenschaftler muss ich sagen, dass die Lebenserfahrung sagt, dass man bei Themen, die mit Ausrufezeichen wie in Deiner Überschrift „Finanziert Fusionsforschung!“ angepriesen werden, besonders kritisch sein sollte.
@John: „Eine gute “Fusionskonstante” zurück in der Geschichte, als ich jung war und Du, lieber Florian, vermutlich gerade die Vorschule besucht hast, haben “Experten” erklärt, dass die erneuerbaren Energien *nie* einen größeren Anteil als vielleicht 15% erreichen werden, dass die Versorgung unzuverlässig sei, bla bla bla… „
„Als Techniker und Wissenschaftler muss ich sagen, dass die Lebenserfahrung sagt, dass man bei Themen, die mit Ausrufezeichen wie in Deiner Überschrift “Finanziert Fusionsforschung!” angepriesen werden, besonders kritisch sein sollte.“
Ok – sag mir einfach wie alt ich werden muss, damit ich mit dir diskutieren darf. Ich melde mich dann wieder.
Grundsätzlich finde ich es notwendig, Fusionsforschung zu betreiben, denn nur diese Technologie ist in der Lage, nach menschlichen Maßstäben „ewig“ Energie liefern zu können, und das zuverlässig und ohne chemische Emissionen. Aber ich fände es schön, an dieser Stelle mal etwas ausführlicher auf die verschiedenen Ansätze einzugehen und sich nicht nur auf ITER und seine (möglichen) Nachfolger zu versteifen.
Meine Stichpunkte hierzu (natürlich unvollständig):
1. Der Stellarator als Alternative zum Tokamak-Design (zu dem Iter gehört)
2. Die Dampfhammer-Methode des kanadischen Unternehmens GENERAL FUSION
3. Es gibt tatsächlich eine Tritium- Problematik: das Zeug kommt auf der Erde nur in homöopathischen Dosen vor und muss aufwendig erbrütet werden, was möglicherweise dazu führt, daß der Brennstoff für die am einfachsten zu erreichende Fusionsreaktion unzumutbar teuer wäre.
4. Durch die Abbremsung der entstehenden Neutronen werden Teile der Anlage verstrahlt und müssen regelmässig ausgetauscht sowie eine Zeitlang sicher gelagert werden.
5. Es gibt deshalb tatsächlich Versuche, die unter 3) und 4) genannten Probleme zu umgehen, indem man die am niedrigsten hängenden Früchte übergeht und mit mehr Druck und höheren Temperaturen gleich versucht, eine Fusionsreaktion nutzbar zu machen, in der keine Neutronen frreigesetzt werden. Favorit scheint hier die Reaktion von Wasserstoff und Bor-11 zu sein. Theoretische Vorteile:
a) H2 und B11 sind reichlich vorhanden
b) Keine Neutronen = keine Radioaktivität
c) Die freiwerdende Energie liegt in Form schneller geladener Teilchen vor, die man in einer Art umgekehrtem Teilchenbeschleuniger abbremsen und so elegant Strom erzeugen könnte.
Nachschlagen kan man näheres unter Focus Fusion, eric Lerner oder einfach „aneutronic fusion“.
Schönen Sonntag noch!
@ koi
Das „Supergrid“ ist politisch betrachtet auch ein langfristiges Projekt. Wir haben ja gesehen was mit dem Projekt „Desertec“ innerhalb von noch nicht mal 10 Jahren passiert ist…
Ich kann mich auch noch an Medienberichte erinnern, wo es um die Weigerung der Polen ging, Windstrom aus Deutschland abzunehmen bzw. über ihre Stromtrassen nach Bayern zu leiten.
Begründung war die Bevorzugung der polnischen Kohlekraftwerke.
Wenn also noch nicht mal unmittelbare, wirtschaftliche Vorteile (billigster Stromeinkauf, Entgelt für Netznutzung, kurzfristige Schonung der eigenen Kohlevorräte) eine länderübergreifende Kooperation bei den Stromnetzen möglich machen, wie soll dann ein Projekt wie das Supergrid in absehbarer Zeit realisiert werden?
Den Verweis auf die hierzulande stattfindende Diskussion zum Netzaus- und umbau spare ich mir um nicht mit dem Totschlagargument „German Angst“ belegt zu werden.
@Alle: Übrigens: Nur weil ich in dem Artikel über Fusionsforschung über Fusionsforschung spreche, heißt das nicht, dass ich der Meinung bin, Fusion sei das Allheilmittel für alle Probleme. Ich bin absolut dafür, auch andere Wege zu erforschen. Ich hab ja im Artikel genaugenommen auch nicht mal gesagt, DASS ich ein Befürworter der Kernfusion bin – sondern nur, dass da endlich mal genug Geld investiert werden soll um zu sehen ob das 1) funktioniert und sich 2) die Probleme lösen lassen oder ob wir uns vielleicht doch etwas anderes ausdenken müssen. Es geht darum, dass sich langfristige Probleme nur durch langfristiges Denken lösen lassen und die Fusionsforschung ist ein gutes Beispiel dafür.
@Wolfgang Stutz: Dass dieser Artikel keine umfassende Erklärung der Kernfusion mit all ihren Aspekten, Problemen und Auswirkungen geworden ist, ist klar – es ist ein Artikel über die Finanzierungsprobleme der Fusionsforschung und keine Einführung in die Kernfusion. Die von dir angesprochenen Punkte werden zB in den verlinkten Podcastfolgen ausführlich besprochen.
@Gerry
Das der Supergrid mehr Vision als Projekt ist, ist mir schon klar. Ich schrieb ja auch davon, dass es noch viel zu tun gäbe. Allein was da an Steuer- und Regelungstechnik, HFÜ und ähnlichen zu machen ist. Aber hier kann man einen Bottom Up Ansatz fahren, kleinere Verbünde die sich zusammenschließen, verteilte Forschung, politische Lösungen, Strombörsen, tit for tat. Stromspeichertechniken hab ich noch nicht erwähnt, die gehören aber natürlich auch zu einem solchen Ansatz.
Das ist mir sympathischer als zentrale Kraftwerke, von denen alle gezwungen sind zu beziehen. Das Ganze hat schon auch eine gesellschaftliche Seite. Und dass es nicht einfach ist, ist mir klar. Aber da bin ich vielleicht ein bisschen naiv.
Netzausbau ist schon auch ein Stichwort, aber wie kriegen die Riesen-Kraftwerke denn ihren Strom zum Kunden?
Als an Physikgeschichte interessierter würde ich gerne wissen, worauf du dich mit diesen Jahresangaben beziehst. Ich hätte da genau die Mitte gesagt – vor 75 Jahren ist der grundlegende Artikel von Bethe dazu erschienen:
https://physics.aps.org/story/v21/st3
@Bjoern: „Als an Physikgeschichte interessierter würde ich gerne wissen, worauf du dich mit diesen Jahresangaben beziehst. „
Naja, 1905 hatte man mit E=mc² das erste Mal die Idee, dass da irgendwelche Atomkräfte beteiligt sind. Die Details (welche Fusionskette genau stattfindet) konnte man dann erst mit Neutrinobeobachtung in den 1960ern klären. Je nachdem wie man es definieren will, kriegt man da halt ein anderes Datum für „haben verstanden wie die Sonne funktioniert“.
@Kevin das implizit, dass die erneuerbaren Energien sich auch schnellerregenerieren, als wir sie leren können. Meine ltzten Informationen zur Windkraft waren da eher ernüchternd. Zwar gibt es ein gigantische Mnge Windenergie, aber wirklich nutzbar ist nur ein geringer Teil, weil sonst die Einflüsse auf das Wetter zu stark währen.
Stromspeichertechniken stehen in den Sternen, da gibt es nichts, was auf den notwendigen Skalen funktionieren würde. Ich hab kürzlich mal von etwas magnesium basierenden gehört(mit Energie magnesiumverbindungen zerlegen und diese dann wieder zusammenfügen um Energie zu gewinnen), aber auch das klang nicht wirklich viel versprechend.
Um Grundlastkraftwerke werden wir wohl langfristig nicht herum kommen.
@FF: Ich fände ja durchaus einen Artikel über Alternativen zur Kernfusion interessant. Natürlich hat man Windkraft und Photovoltaik, aber die Gesellschaft scheint zumindest Vorbehalte zu haben alleine schon aufgrund der „Verschandelung“ der Landschaft. Wäre z.B. eine riesige PV Anlage im All denkbar von der z.B. mittels eines zukünftigen Weltraumfahrstuhl der Strom zur Erde kommen könnte? Solche Alternativen fände ich durchaus interessant.
@Kevin: „Wäre z.B. eine riesige PV Anlage im All denkbar von der z.B. mittels eines zukünftigen Weltraumfahrstuhl der Strom zur Erde kommen könnte? Solche Alternativen fände ich durchaus interessant.“
Strom aus dem All ist natürlich eine ideale Alternative. Aber damit man da ernsthaft was machen kann, braucht man tatsächlich einen Weltraumfahrstuhl und DAS wird nun (leider) wirklich kein Politiker finanzieren. Das wäre noch komplexer als die Beherrschung der Kernfusion…
@ulfi: Das da große Probleme mit der Speicherung vorliegen ist mir durchaus klar. Aber bedenkt man das wir überwiegend auf endliche Energiequellen setzen muss in diesem Bereich etwas passieren. Gerne wird ja das Beispiel der Wasserstoff Erzeugung angesprochen um die Energie zu speichern. Aber auch das ist keine sonderlich gute Lösung bedenkt man die Reaktivität von H2. Ich bin für meinen Teil auf jeden Fall gespannt ob man die Problematik der Energiespeicherung noch zu meinen Lebzeiten lösen wird. Eigentlich muss diese Frage mit ja beantwortet werden sonst hat die Gesellschaft in einigen Jahren ein Problem wenn die ersten fossilen Quellen erschöpft sind.
Neben allen technischen (bitte nicht technologischen) Problemen, die wohl großen Aufwand erfordern, ohne dass überhaupt sicher ist, dass es je eine Lösung gibt, muss ja wohl auch das Umweltproblem betrachtet werden. Neben der Vorliebe des Wasserstoff, überall abzuhauen (Tritiumproblem), sei nur an die Gewinnung von Lithium durch Kinderarbeit in Südamerika erinnert.
Doch selbst wenn wir bereit wären, das alles zu akzeptieren, was ist mit der Erderwärmung? Hätte wir unsere Energieprobleme gelöst, so würden wir wohl kaum sparen.
Das thermodynamische System Erde geriete völlig aus dem Gleichgewicht. Bezeichnend, dass keiner, auch hier in den Kommentaren, das Problem benennt.
@FF
Jederzeit. Ich bemühe mich stets der jungen Generation auch aus der ganz nahen Zeitgeschichte Erfahrungen zu vermitteln. Viele Politiker bevorzugen im Gegensatz dazu sowohl Bildung als auch ein eigenes Hirn mit lediglich einem Kurzzeitgedächtnis.
Aber ich hatte nicht gesagt, dass Du nicht mitreden sollst, sondern nach Argumenten für Deine Forderung gefragt. Das kann man für eine fundierte Diskussion nicht vermeiden. Gibt es nun Studien, die die langfristige Überlegenheit und höhere Effizienz der Kernfusion zeigen?
Zum Kommentar betreffend @eumenes schreibst Du:
Ist diese Information so relevant, dass eine Entschuldigung notwendig ist? Fallen Antworten auf solche, aus der Allgemeinbildung herrührenden Fragen von eumenes, die sich letztlich um Technikfolgenabschätzung drehen und nicht nur Physiker beschäftigen, hier für Physiker anders aus als für Nicht-Physiker? Sag mir bitte, welche Diplome anderer Fachrichtungen ok sind, um die „guten“ Antworten zu bekommen.
@John: „Ist diese Information so relevant, dass eine Entschuldigung notwendig ist? Fallen Antworten auf solche, aus der Allgemeinbildung herrührenden Fragen von eumenes, die sich letztlich um Technikfolgenabschätzung drehen und nicht nur Physiker beschäftigen, hier für Physiker anders aus als für Nicht-Physiker? Sag mir bitte, welche Diplome anderer Fachrichtungen ok sind, um die “guten” Antworten zu bekommen.“
Lies das was eumenes geschrieben und was ich geantwortet habe, dann verstehst du, worum es geht. Es geht nicht darum, dass man Physiker sein muss, um gute Antworten zu bekommen (aber das ist dir ja vermutlich eh klar und du wolltest wahrscheinlich nur ein wenig sticheln…)
@Florian Freistätter: Ich gebe zu, da habe ich mit Begeisterung über eines meiner Lieblingsthemen referiert, ohne das Kernanliegen dieses speziellen Artikels richtig erfasst zu haben. Sorry. Aber gibt es einen akuten Anlass für diesen Appell?
@ulfi (#23): Was heisst denn schon „notwendige Skalen“ im Zusammenhang mit Energiespeichern? Das können Sekunden sein (Netzstabilisierung), Minuten (die ein Winparkbetreiber z.B. bräuchte, um bei Windstille eine Gasturbine hochzufahren) oder aber ein paar Stunden, um Sonnenstrom dann verkaufen zu können, wenn er den höchsten Preis erzielt. Oder aber das sog. „Peak Shaving“ usw usw. Aber alles, was über die Stundenweise Bevorratung hinausgeht (10 Tage Windstille oder gar saisonale Speicherung der Solarenergie) ist einfach aus Kostengründen nicht machbar. Wer das nicht glaubt, multipliziere einfach mal den Bedarf für 10 Tage mit 150$ – aber nicht erschrecken!
Die Entwickler solcher Speicherlösungen wie Druckluft oder Flüssigmetallbatterien versprechen solche Wunderdinge auch gar nicht. Sie gehen davon aus, das kostengünstige und langlebige Speicher dennoch genug Chancen am Markt haben, daß der Entwicklungsaufwand sich langfristig auszahlt. Was sich dann in der Praxis beweisen muss.
Mein letzter Punkt: Warum immer dieses Denken in Extremen? Ich bin davon überzeugt, daß hochentwickelte Industriegesellschafen auf eine zuverlässige Grundlastversorgung angewiesen bleiben werden. Eine Energieversorgung, die zu 100 % auf Sonne und Wind beruht, ist da unrealistisch. Aber es gibt genügend Regionen auf der Welt, die heute nicht und auch nicht in 100 Jahren an ein Kraftwerk angeschlossen sein werden. Und denen könnten billige Solarzellen und billige Akkus in Zukunft eine echt Alternative zum Dieselgenerator bieten.
@Wolfgang: „Aber gibt es einen akuten Anlass für diesen Appell?“
Ja – das Video von Phd-Comics, das ich vorstellen wollte und dann ein paar Zeilen dazu geschrieben habe.
@Kevin, #6:
dann wäre das entscheidende Hindernis für den globalen Durchbruch der Erneuerbaren beseitigt und das Interesse an Fusionsenergie würde abnehmen.
IMHO sind solche Speichertechniken, die die EROEI des Gesamtsystems nicht unter ‚kritische‘ Werte drücken, wohl eher machbar (sorry @Bullet), als wirtschaftliche Fusionsreaktoren zu entwickeln.
@FF, #29:
Jetzt muss ich mal einen sonst von mir einigermaßen gehassten Politiker des letzten Jahrhunderts zitieren:
„Wer Visionen hat, sollte damit zum Arzt gehen“
Ein Weltraumfahrstuhl hätte doch einen recht bescheidenen Massendurchsatz im Vergleich zu seiner Eigenmasse: um paar Millionen Tonnen pro Jahr auf den geostationären Orbit zu hieven, muss man erstmal Milliarden Tonnen – auf den geostationären Orbit hieven :/ Das dürfte (mindestens) ähnlich viel Energie kosten, wie sie unsere technische Zivilisation bisher insgesamt verbraucht hat.
Als Lösung für unser Langzeit-Energieproblem ungeeignet, da die Lösung desselben für den Lift eine notwendige Voraussetzung ist 🙂
BTW, das Video von PhdComics ist schon kewl, aber eine Stelle hat mich so richtig geärgert: wo nämlich das Neutron, das bei einer Deuterium-Tritium-Fusion entsteht, gleichsam schlapp zu Boden fällt (im Text: ‚falls out‘).
In der Realität nimmt das Neutron fast die gesamte Reaktionsenergie als kinetische Energie mit. Und das ist genau des Pudels Kern: die Wand des Reaktionsgefäßes wird Neutronen-transmutiert.
@eumenes #12
„Und wo bleibt die thermodynamische Überlegung, dass wir dem geschlossen System Erde immer mehr Energie in Form von Wärme zuführen?“
Wie ist das gemeint? Was soll das heißen?
@31 sie tun so als würden sie mir widersprechen, vertreten aber meine Meinung. Das verwirrt mich jetzt schon etwas. Ignorieren sie dabei bitte nicht, dass ich auf einen Kommentar geantwortet habe, der Energiespeicher als Lösung aller Probleme betrachtete und sich gegen Grundlastkraftwerke, wie die Kernfusionskraftwerke nunmal auch sind, aussprach.
Offensichtlich sind in den dafür benötigten Skalen Energiespeicher nicht machbar, die genaueren Argumente lieferten sie selbst.
wirklich guter beitrag
Oder doch besser, mehr in die Forschung für Thorium-Reaktoren zu stecken?
Mich fasziniert das Konzept, eines „run-away-safe“ – Reaktors, zudem der ja in den sechziger Jahren bereits gelaufen ist….
@eumenes:
Na endlich. Ich warte seit Ewigkeiten drauf.
Nur noch mal zum Klarstellen (nicht daß ich dich falsch verstanden habe und du doch nicht das gleiche meinst wie ich) :
billige saubere abgas- und strahlungsabfallfreie Energie würde dazu führen, daß niemand jemals wieder ans Energiesparen denkt. Aber wie wir wissen, erzeugt jeder Betrieb eines Gerätes Abwärme. Diese Abwärme würde die Erde weiter aufheizen und trotz aller „sauberen“ Energiegewinnung aufs Klima einwirken – mit dem häßlichen Unterschied zu heute, daß man keine bessere Energie mehr erfinden kann, sondern nur noch den Verbrauch reduzieren.
Wenn du das meinst, dann sind wir auf einem Nenner. Ich hab da mal was vorbereitet, da ich ja weiß, daß es überall Leute gibt, die nicht glauben wollen, daß Taten Konsequenzen haben: Hier haben wir den momentanen Weltenergiebedarf, der laut Quelle zu einem Sechstel elektrische Energie beinhaltet. Der thermodynamische Wirkungsgrad elektrisch betriebener Geräte ist wie üblich, äh, nicht so dolle. Ich tu jetzt mal so, als würden nur 50% der elektrischen Energie schlußendlich in Wärme umgesetzt werden. (Ein Traum jedes Technikers, aber lassen wir das.) Dazu wollen wir doch mal China und Indien ihren pro-Kopf-Energiebedarf an westliche Standards anpassen lassen. Damit verdoppelt sich der WEB locker. Kurze Rechnung:
140 PWh/a in 2010 * 2 = 280 PWh/a
Davon 1/6 = 46 PWh/a
Wirkungsgrad 50%: 23 PWh/a
Unter diesem schönen Artikel finde ich dann noch den Satz:
Mag einer der Astronomen hier ausrechnen, um wieviel Millionen Kilometer man die Erde näher an die Sonne ranrücken müßte, um diese zusätzlichen 23 PWh/Jahr Heizleistung!! nur von der Sonne zu bekommen?
For the record: ich wünsch mir ja, daß ich bei dieser Rechnung irgendeinen systematischen Fehler mache, aber der will mir einfach nicht auffallen.
@ Kevin in #24 :
Wie soll der ‚Strom‘ auf die Erde kommen ? Durch ein Kabel sicher nicht. Es gibt aktuell kein einziges Material das nicht durch sein Eigengewicht reißen würde. Es gab mal Ideen, die erzeugte Solarenergie per Mikrowellen aus dem All auf die Erdoberfläche zu bringen, ein aktuelles Beispiel s.hier :
https://www.ingenieur.de/Branchen/Luft-Raumfahrt/Japaner-riesigen-Solarpark-Mond-bauen
Wenn man sich allerdings die m^2-Zahl der dort geplanten Anlage ansieht und mit der aktuellen Weltproduktion (2013 = 7m^2 / sek.) gegenrechnet, kann es nur ein Hoax sein.
Ein weiteres Problem ist die zusätzliche Erwärmung der Atmosphäre, mWn absorbiert die Atmosphäre schon 1/4 der einfallenden Sonnenenergie. Da ich die Frequenz der (von den Japanern oder ähnlichen Projekten z.B. in einem Erdorbit) der ‚Übertragungsstrahlung‘ nicht kenne, kann ich nichts zur Absorption sagen. Aber wenn die geplanten 13.000 Terrawatt durch unsere Lufthülle geleitet werden, werden das keine ‚Peanuts‘ sein.
Außerdem, Laser und Mikrowellen sind auch hervorragende Waffen. Egal ob absichtlich oder durch ein technisches ‚Problem‘, ich möchte nicht im Stahlenkegel sitzen …
@wereatheist, #32:
wir müssen uns wahrscheinlich nur auf eine belastbare Definition von „halbwegs effizient speichern“ einigen. 🙂
@myself zu #40:
nicht Stunden mit Jahren verwechseln. Okay, das entschärft es ein wenig.
Leider nicht komplett.
@ silur
War in den 70ern auch vom THTR in Schmehausen begeistert, mehrere Besuch ließen das Gefühl der Sicherheit aufkommen. Und dann würde trotzdem Radioaktivität frei und das „Selbstlöschen“ ging wegen des Grafitabriebs auch nicht so einfach. Experten sagen ohne Ausnahme, dass dieses Projekt gescheitert ist. Und damit zu
@ Bullet
vollig Konsenz, allerdings halte ich die Zusatzenergiemenge für sehr konservativ gerechnet. Fürchte es wird deutlich mehr. Allein auf Grund der Erwärmung bekommen wir einen neuen Atlas. Folgerungen: Hunger und letzlich Hungerkriege.
Ja, das konservative Rechnen war Absicht. 🙂
@Bullet
Elektrogeräte haben meist einen Wirkungsgrad um die 80%, deshalb sind sie effektiver als Verbrennungsmotoren die maximal 40% haben.
Außerdem, kann man die Abwärme von Elektrogeräten direkt addieren ? Theoretisch müsste diese doch ins Weltall abgestrahlt werden. Warum sollte die sich sammeln ? Außer wir haben zu viel CO2 und sie wird reflektiert.
Ich habe mal mit Leuten gesprochen die an Fusionsreaktoren arbeiten und sie meinten, dass das größte Problem darin besteht, den Politikern den Unterschied zwischen Fusion und Fission zu erklären. Alle hören ‚Atomkraft‘ und sofort kommt der ‚Pfui‘ Reflex.
Man kommt dann oft gar nicht so weit den Vorteil bei Fusion zu erklären, dass man bei Problemen den Reaktor sofort ausschalten kann und nicht ‚Dammbrüche‘ wie z.B. Fukushima hat.
@Franz:
Natürlich kann man die addieren. Also im Ernst: warum sollte man das nicht können? Schau dir an, was in Serverfarmen oder Rechenzentren gemacht wird. Du kannst zwar durch bessere Rechner doppelte Rechenleistung mit weniger als doppelter Wärmeentwicklung erkaufen, aber wenn du die Serverzahl verdoppelst, mußt du auch die Klimaanlagenzahl verdoppeln, um die gleiche Kühlleistung zu erhalten. Auch Wärmeenergie ist eine Energie, die erhalten bleibt.
Und natürlich wird Wärme auch ins Weltall abgestrahlt – aber eben nicht nur. Und es wäre fahrlässig, davon auszugehen, daß die von der Sonne angestrahlte Erdoberfläche zwar die Atmosphäre wärmt und damit Wetter und Klima treibt, aber jegliche auf der Erde produzierte Zusatzwärme stante pede und ohne Umwege in den Weltraum geleitet wird.
@FF: Danke für die Klarstellung. 🙂
Hmmm… kam diese Idee wirklich so kurz, nachdem Einstein seine berühmte Formel aufgestellt hatte?
Mit Neutrinophysik habe ich mich zwar mal recht ausführlich beschäftigt – aber dass die ersten Beobachtungen solarer Neutrinos schon in den 1960er stattfanden, wusste ich nicht… (mehr?) Danke!
Ach, zum Geier: wieder einen Nachsatz vergessen.
@Franz, du vergißt eine kleine Gruppe von elektrischen Geräten, deren Wirkungsgrad bei 0% liegt:
Computer.
Und eine Gruppe von Geräten, auf die Computer angewiesen sind und die eigentlich einen negativen Wirkungsgrad haben müßten: Kühlschränke.
Bei einem Punkt muss ich Florian 100% recht geben. Das Erdöl GEHT AUS und das WIRD zu massiven Konflikten führen. Jede Vorsorge die wir hier treffen können, sei es Solar, Wind, Fusion wird von großem Vorteil sein.
ich bin einer derjenigen, der sich vom „das funktioniert NIE!, 150 millionen grad, hallo?“ zu „hm, wo bleiben die forschungsgelder für diese vielversprechendste gross-energieerzeugungsform ohne grosse „kollateralschäden““ gewandelt hat. fusion ist nicht fission (mit all ihren brutalstrisiken) und machen wir uns nichts vor; der energiebedarf der zukunft wird (sofern die zivillisation nicht gänzlich zusammenbricht und wir den planeten nicht endgültig kaputtmachen wollen) wird exorbitant sein und leider, LEIDER kaum nur durch EE gedeckt werden können (wieder der hinweis auf den kaputten planeten, auch EE braucht rohstoffe) und fusion *scheint* bislang der einzige ausweg aus dem dillema. ich wünsche mir SEHR, daß wendelstein ein erfolg wird und zeigen wird, daß stabiles plasma möglich ist. und wenn ich mir ansehe, wie dieses wegweisende projekt fast an der vergleichweise lächerlich geringen finanzierung fast gescheitert wäre, kommt mir schlicht das kotzen. wegen 500 mill. mehrkosten. für so ein wichtiges grundlagenprojekt. das.sind.peanuts! ich bin in diesem fall VOLL mit dir FF!
@Silur:
Das Konzept eines inhärent sicheren Reaktors ist sicherlich faszinierend, nur gibt es leider bislang keinen. Der von dir erwähnte THTR sollte so etwas darstellen, ist aber bislang in allen Test- bzw. Prototyp-Modellen den Nachweis schuldig geblieben. Der Krupp-Konzern ist beispielsweise fünf Tage vor Baubeginn des Reaktors in Hamm-Uentrop aus dem Baukonsortium ausgestiegen, weil die dem Unternehmen vorliegenden Daten der Testanlage in Jülich den Schluss nahelegten, dass schwere Designmängel vorlägen. Inzwischen weiß man, dass dem tatsächlich so ist. So ist der Mini-Reaktor AVR (15 MW) in Jülich in einem so schlimmen Zustand, als ob tatsächlich eine Havarie stattgefunden hätte, und der Rückbau kostet mehr als bei manch ausgewachsener Anlage.
Ich weiß, dass es häufig anders dargestellt wird, nämlich als „einziger in Deutschland erfundener und zur Serienreife entwickelter Reaktortyp“, der angeblich nur aufgrund politischer Entscheidungen aufgegeben wurde, aber das ist leider nur Legendenbildung. Fakt ist, dass die technischen Schwierigkeiten überschätzt und niemals gelöst worden sind.
Übrigens: Neben der Kernenergie gibt es noch eine verwendbare und auch verwendete Energieform, die (zumindest im engeren Sinne) keine umgewandelte Sonnenenergie ist, und zwar Erdwärme.
Zur Kernfusion möchte ich noch anmerken, dass selbst bei erfolgreicher Entwicklung kommerzieller Anlagen die Energieversorgung niemals zu 100 % dadurch abgedeckt werden wird, selbst wenn es theoretisch möglich wäre. Solarenergie, direkt oder über den Umweg Wind, Wasser oder Biomasse, wird auch in Zukunft quasi unendlich zur Verfügung stehen, genauer gesagt bis zur Verwandlung der Sonne in einen Roten Riesen, aber dann nützt uns die Kernfusion auch nicht mehr viel.
Und nachdem es oben angesprochen wurde: Die Synthese von Kraftstoffen ist letztlich nur eine Frage der zur Verfügung stehenden Rohstoff und Energie. Zum Vergleich: Pumpt man mit überschüssigem Strom Wasser von einem unteren in ein oberes Reservoir, kann man durch Umkehrung 80 % der ursprünglichen Energie zurück gewinnen. Erzeugt man Methan und verbrennt das in einem Kraftwerk, gewinnt man ca. 60 % zurück.
@bullet
Ich verstehe Deine Rechnung nicht. Jede Art von Energie endet als Wärme. Wenn ich mit dem Elektroauto auf ebener Strecke fahre, dann setze ich Energie als Motorabwärme und Reibungswärme frei. Wenn ich Nahrungsmittel produziere, dann werden diese letztlich gegessen und biologisch verbrannt. Also verstehe ich nicht, wo Dein Faktor fünfzig Prozent herkommt.
Insgesamt finde ich Deine Rechnung aber beruhigend (wenn Deine Zahlen stimmen). Ein paar zehn PWh/a machen mich nicht heiß gegenüber 174 PW Solarleistung. Auf die Erdumlaufbahn umgerechnet sind das ein paar Kilometer enger.
1 PW = 8766 PWh/a
@Bullet
Vorsicht, PW ≠ PWh. 174 PW mal 24 h/Tag * 365 Tage sind rund 1,5 Millionen PWh/a. Zusätzliche 23 PWh/a = 0,00153% haben sicherlich keinen Einfluss auf das Klima. Um so viel mehr Sonnenenergie zu bekommen, müsste die Erde nur 4600 km näher an die Sonne heran.
Es gäbe ja noch die ultimative alternative Energie, die bereits seit Jahrmilliarden effektiv auf der Erde genutzt wird : Photosynthese.
Aber, wie kürzlich bei ‚Kosmos – Die Reise geht weiter‘ zu sehen, wissen wir zwar, das die Planzen das machen, wir wissen auch was sie machen. Aber das WIE ist ungeklärt. Wäre es da nicht sinnvoll auf diesem Wege eine Lösung zu suchen ?
Im Moment machen wir nur den ineffizienten Umweg über Bio-Kraftstoffe bzw. Verbrennung von Lebensmitteln zur Energieerzeugung.
@myself #55
Korrektur, sind sogar nur 1150 km, denn (1-(1150/150e+6))²=1-1,533e-5. Hab‘ quadriert, wo ich hätte Wurzel ziehen sollen.
@bikerdet
Sprit aus Algen – jedenfalls steht in den Usa eine kleine Versuchsanlage. Klappt, kann man mit Fahren und muss noch verbessert werden … aber einen Link dazu fand ich eben nicht. Bin auch in Eile ….
@ Theres :
Klar klappt das, in Brasilien fährt man E85 – Sprit. Da ist fast nur Bio-Ethanol drin. Aber der Umweg über die Produktion von Pflanzen und deren spätere Ernte und Verarbeitung zu Treibstoff soll ja entfallen.
Hetz … Algen, keine Nahrungspflanzen, wachsen schnell und so weiter … Ernte heißt sie aus dem Tank zu holen und so weiter. Ist erheblich weniger aufwändig.
Anders wird es kaum gehen – aber ich bin eh dafür, den Status Quo zu erhalten, statt auf genug Energie zu hoffen, also den Verbrauch stabil, trotz steigender … na, alles mögliche, inkl. Einwohnerzahlen und Bedürfnisse …
Fusionsforschung wär schon okay, richtige, nicht so halbherzig wie bisher.
https://www.planet-wissen.de/natur_technik/pflanzen/algen/treibstoff.jsp nur so als Nachtrag …
@Bullet
Bei Kühlung hast du vergessen, dass die gekühlte Luft wiederum die Erde kühlt. Du darfst also nur das Aggregat zählen, welches wieder bei 80% liegt.
Ok, Computer, da aber von Wirkungsgrad zu sprechen ….
Aber wie viel trägt ein PC zur Erwärmung bei ? Da heizt der Mensch davor mehr 🙂
Die meiste Energie wird fürs Heizen benutzt und das dient dazu, fehlende Sonnenenergie zu kompensieren und somit zählt das IMO auch nicht.
Ich gebe dir recht, es gibt einen Einfluss, aber sicher nicht 1:1 additiv.
@Franz:
Hä? Aber nicht doch.
Sieh mal: ein Kühlschrank/Klimaanlage/etc ist ein Gerät, das Wärme von a nach b schaufelt. Also z.B. aus dem Kühlschrankinneren nach draußen. Dabei aber wird elektrische Energie in Wärme umgesetzt, so daß bei Entnahme von, sagen wir, 375 kJ aus dem Kühlschrankinneren (was dem Kühlen von 4 1,5-l-Flaschen Mineralwasser von 20°C auf 5°C enspricht) nach außen (Achtung: völlig aus der Luft gegriffene Zahl!) 450 kJ an Wärme abgegeben werden müssen.
Wenn deine Annahme stimmen könnte, dann würde ich mit dem kalten Mineralwasser die Umgebung kühlen können – und das geht nun einmal nicht. Ich kann nicht einmal die vorherige durch das Kühlen entstandene Überhitzen kompensieren.
Thermodynamik, 2. HS.
weiter:
Wetten, daß mehr Leute in den heißen Gegenden wohnen, wo Kühlung vonnöten ist, als Leute in kalten Gegenden wohnen, in denen geheizt wird?
Und Kühlung verbrät, wie oben gesehen, mehr Energie als Heizen.
@eumenes, @Bullet, @Franz und Wärmeliebhaber
OK, also hab ich das mit der Wärmeenergie(in #12) doch richtig verstanden. Fand ich recht weit hergeholt, aber lieber mal nachgerechnet:
Gesamter Primärenergiebedarf (Treibstoff, elektrischer Energie und Heizenergie) 505 EJ/a für 2010 laut wiki(hier ist alles drin, ALLES, vom Handy, Kühlschrank bis zum Großfrachter)
zukunft-faktor 2 macht schöne runde 10^21 J/a.
nehmen wir weiter an, das fusion dermaßen gut funktioniert, dass niemand mehr ein stück holz verbrennt(unrealistisch ich weiß, aber es geht um die Abschätzung nach oben, weit oben)
„Die Leistung der gesamten oberhalb der Atmosphäre auf die Erde einfallenden Sonnenstrahlung beträgt ca. 5.500.000 EJ/a“ laut wiki (~20% werden direkt von wolken und Atmo reflektiert)
Also stehen unrealistische 10^21 J/a jetzt-aber-alles-mit-fusion-Energie
gegen 4,5 10^24 J/a Sonnen-Energie also einen anteil von 0,02%
ins-blaue-schätzung(vorsicht, kann bei sachverständigen zu krämpfen führen):
Heizleistung der sonne: von -270°C auf 15°C mach ein + von 285°C darauf 0,02% macht 0,06°C
Also sollten wir alle(!) Energie aus der Fusion erhalten würde die erde um 0,06°C wärmer werden, oder eben ein Energieplus von 0,02%.
Und wenn wir jetzt noch bedenken, dass wir im moment sowieso einen großen anteil unserer enrgieversorgung durch zusatzenergie erhalten, also energie die zusätzlich freigesetzt wird und nicht mehr oder weniger direkt von der sonne kommt, wird die gesamte überlegung unbedeutent. Welcher Anteil? nun 81% Fossile Energie, ja ich weiß sie kommt von der Sonne, aber von vor ein paar jahren, diese ‚Abkühlung‘ von damals ist heute sicher nicht mehr zu spüren, also hier ein klares Plus an Wärme.
Also ändert sich nur ca 15% an dem wie es eh schon ist, das macht grob nur noch ein plus von 0,013°C im Vergleich zu jetzt.
Unterm Strich wird sich also nicht wirklich was ändern am Wärmesystem Erde. (Naja, bei -100% CO2-Ausstoß wohl schon)
Und die überlegungen zu Kühlaggregaten und co:
Am Ende geht schlicht und ergreifend alle aufgewendete Energie in Wärme über. Wenn ein Gerät 5kJ/h braucht, was auch immer es damit anstellt(Außer ins All zu strahlen, oder in langlebige Potentielle Energie zu wandeln(Beton, Metalle reduzieren, etc)) dann gehen eben 5kJ/h in Wärme über! Und wenn wir jetzt überlegen aller Strom(17% der Primärenergie) geht in zu kühlende geräte, die nun Aktiv gekühlt werden müssten, dann hängen wir halt einen Faktor 2 an den verbrauch, 1 fürs gerät, 1 weiteren für die Kühlung. Als Abschätzung mehr als großzügig. macht also ein plus von 17% an der Primärenergie. also anstelle 0,02% (wo schon extrem großzügig gerechnet wurde) nun 0,025% oder 0,015°C. Total Unrealistisch großzügig und dennoch total vernachlässigbar. Ich hoffe das überzeugt..
Nachtrag:
Bevor jetzt mich jemand auf den Fehler aufmerksam macht, dass ich hier Annehme die Fusion hätte einen Wirkungsgrad von 100%, was ich tat, so sei gesagt, das in den 505 EJ/a auch keine Abwärme enthalten ist und der Wirkungsgrad von ’normalen‘ Kraft-Wärme-Maschinen (Motoren und Turbinen) letzten endes auch im Fusionskraftwerk eingesetzt werden und damit: Es ändert sich auch hier wieder nichts, die Abwärme von jetzt ist damit die Abwärme von Morgen, wobei ich nochmals betonen möchte: Ich habe Extrempunkte gewählt für ein möglichst schlechtes(hohes) Ergebnis. Ist wer unzufrieden mit meinen Annahmen, so hänge er ein Faktor 10 dran und viel hat sich damit nicht geändert.
Was mich noch interessieren würde ist, ob meine Temperaturzunahme-Abschätzung grob so genommen werden kann, ändert an meinem Ergebnis nicht viel, aber würde mich noch interessieren, linearisiere ich hier doch sehr stark..
@Zhar the Mad
Siehe auch #55/57.
Die Wärmeabstrahlung geht mit T^4. Die Erwärmung wäre also eher die 4. Wurzel aus dem Faktor, der sich aus der Erhöhung der Wärmemenge ergibt. Ein Faktor 1,00002 mehr an Wärmemenge müsste durch eine Temperaturzunahme von 1,00002^(1/4) = 1,000005 steigen, was bei ca. 300 K etwa 0,0015 K Erhöhung entspräche.
Nun spart man aber auch massiv CO2, wenn alles (oder wenigstens ein großer Teil) aus der Fusion käme. Damit würde die Durchlässigkeit der Atmosphäre für Wärmestrahlung erhöht, also würde es schließlich eher kühler werden, und dieser Effekt wäre langfristig viel mehr spürbar (man muss sich mal vergegenwärtigen, wie wenig Luft die Erde eigentlich umgibt; wenn man diese verflüssigen würde, reichte das gerade mal für eine 10 m tiefe Schicht auf der Erdoberfläche; und laut der Sendung Cosmos neulich bringen wir pro Jahr etwa die Masse der Klippen von Dover an CO2 in die Atmosphäre ein).
Aber die Abkühlung dauerte eine Weile, das CO2 der Atmosphäre muss erst wieder gebunden werden, der freigelegte arktische Boden erst wieder mit reflektierendem Eis bedeckt, das Methan aus dem aufgetauten Permafrost zersetzt werden.
@ Alderamin
Stefan Boltzmann geht von einem „schwarzen Körper“ aus, nicht von einem zumindest teiloffenen thermodynamischen Systen.
Florian hat vor 2 Jahren ja (23. 4.) ja gerade gezeigt, dass diese einfache Rechnung nicht läuft. Die Erde ist viel wärmer.
Letztlich zu den Zahlen per anno: Sonne 4*10^24 J, konservative Schätzungen 2030 „Energieverbrauch“ 1,2*10^21 J, das ist Faktor 1,0003, gehen wir davon aus, dass wir Fusion hätten und die Weltbevölkerung das „Recht“ hätte, soviel Energie pro Kopf zu verbrauchen wie heute die USA, dann kommen ganz andere Zahlen zustande. (20% Energie mit 4% der Weltbevölkerung)
@Bullet
Wieso Häh ? (#63) Ich entziehe dem Kühlschrank Wärme, verbrauche dabei eine gewisse Verlustleistung und gebe die Summe beider Größen an die Umgebung ab. Wenn ich dann aber den Kühlschrank öffne, dann stecke ich externe Wärmeenergie in den Kühlschrank. Fazit, es bleibt die Verlustleistung und die ist mit 20% ganz gut angenommen, denke ich.
Das mit dem Kühlen sehe ich auch anders. Beim Heizen wandelst du chemische Energie in Wärmeenergie um und addierst diese zur Wärmeenergie in der Atmosphäre. Beim Kühlen pumpst du nur Wärmeenergie von einem Punkt zum anderen und hast nur die Verlustleistung als tatsächliche zusätzliche Wärme.
@ Franz
Wo bleibt bei Dir die „Wärme“ des Kühlgutes? Mit Verlusten meinst Du diese plus Wirkungsgrad des Kompressors?
Ich glaube, die Entropie spielt da nicht mit.
@eumenes, #68:
Für langwelliges Infrarot, das bei 288(-100+45)K ausgestrahlt wird, ist die Erdoberfläche, egal ob Land, Wasser oder sogar Schnee, in guter Näherung ein schwarzer Körper. Was α Cep vergessen hat, sind die Feedbacks des Klimasystems, die den Effekt jedes primären Forcings, und nichts anderes ist die Abwärme aus der fossilen Energienutzung, mindestens verdoppeln. Trotzdem ist die direkte Abwärme der Zivilisation um fast zwei Größenordnungen kleiner als der Effekt der GHG-Emissionen! Wenn man das um 1820 gewusst hätte…
@Alderamin
sowas in der art hatte ich vermutet, jetzt weiß ichs genau, 4. Potenz, danke sehr.
@eumenes
wie gesagt, das sind abschätzungen. Selbst wenn der energieverbrauch in 50Jahren 10 mal so hoch ist, wie ich übern Daumen gepeilt hatte, und wenn(großes wenn) wirklich alle Energie aus Fusion kommen würde, und die erwärmung abweichend vom schwarzkörper passieren würde(die 15° durchschnitt nehme ich ja auch nicht vom schwarzkörper modell sondern von der echten Erde) sagen wir nochmal 10mal mehr, bleiben immernoch nur 0,15° erwärmung(und wieder einfach linear, also real nochmal weniger!), darum gings mir ja, selbst wenn man unrealistisch hoch abschätzt kommt einfach kein ernstzunehmender anstieg bei herraus. und das alles auch noch ohne Einbezug des sinkenden CO2s.
„wie heute die USA, dann kommen ganz andere Zahlen zustande“
ist kein Argument, bzw lässt sich nichts mit anfangen, also:
Welt: 12.274,6 Millionen Tonnen Öleinheiten
USA: 2300 Millionen Tonnen ÖE
Einwohner USA 300.000.000
Weltbevölkerung 7.200.000.000
pro Kopf USA: 7,667 tÖE
auf die Welt übertragen: 55.200 Millionen Tonnen ÖE
Macht einen Faktor von 4,5
wir sind jetzt mal verschwenderischer als die USA und fahren doppelt so viel, heizen doppelt so viel und konsumieren doppelt so viel => Faktor 10 => s.o. macht nichts!
Ein wichtiger Punkt folgt übrigens daraus:
Der eigentliche Energieverbraucht hat also kein nennenswerten einfluss aufs Klima, das ist super, denn wenn wir saubere, also ohne unschöne Nebeneffekte wie Taubhausgase, Energie ‚erzeugen‘ können/dürfen, so könnte man anfangen drüber nachzudenken ernsthafte Terraforming-aktionen zu unternehmen, wie große Seen anzulegen um das Klima Regional zu verbessern, oder die Meere zu filtern, das CO2 aus der Luft waschen. All dies ginge nur, wenn wir ohne schlechtes Gewissen bzw schlechten Klimaeinfluss die nötige Energie dafür hätten. Fusion wäre eine Möglichkeit, drum ist es so wichtig sie zu erkunden!
@ Zhar The Mad
“ CO2 aus der Luft waschen . Und wovon wollen wir dann leben, wenn es ohne CO2 keine Pflanzen mehr gibt? https://bildungsserver.hamburg.de/klimawandel-und-landwirtschaft-nav/2203496/kohlendioxid.html
Welt ist wohl doch etwas komplexer.
@eumenes
natürlich, aber zu viel CO2 ist auch nicht so dolle und natürlich meinte ich den Prozess ‚CO2 aus der Luft waschen‘ an sich. ‚Wäsche trocknen‘ oder ‚Berg rauffahren‘ meint ja auch nicht, dass die Wäsche kein Wasser mehr beinhaltet, oder man bis auf den Gipfel fährt. Hätte ich vielleicht präziser ausdrücken sollen.
Und 20% besseres Wachstum hilft in der neuen Wüste auch nicht wirklich. Welt ist komplex, keine frage, aber wir wissen wie das Klima heute unsere Welt gedeien und bewässern lässt, wie das bei doppelten CO2 aussieht ist fragwürdig womöglich sehr unschön. Aber auch diese dinge kann man ja erforschen, zum ausprobieren ist die sache leider zu spekulativ, mit zu hohen risiken. Wies Heute ist wissen wir aber genau, darum kann mans ja auch beibehalten so gut es geht und bis wir es besser wissen.
geht jetzt aber am thema vorbei fürchte ich.
@FF: Ich zitiere: „Wir könnten ja auch schon längst mit vernünftigen Elektroautos mit vernünftiger Reichweite durch die Gegend fahren“,
1. Wie kommst du auf diese Idee?
Es gibt derzeit keinen Energiespeicher der einen PKW/LKW auch nur annähernd so gut versorgt wie ein Treibstofftank. Sowohl in der Energiemenge als auch in der Einfachheit der Beladung = Befüllung.
2. Wenn wir unsren Verkehr von Verbrennungskraftmaschienne auf Srom umstellen wäre das ein gewaltiger Verbrauch an elektrischer Energie. Die muß erst „erzeugt“ werden, da werden wir in Ösiland mehrere Zwentendorf benötigen.
Fusionskraftwerke sind wie Fissionskraftwerke GrundlastKWs. Dh. die Spitzenströme müssen anders erzeugt werden zB in den Alpen mit Pumspeicherkraftwerken.
Mit erneuerbarer Energie wird das nicht zu machen sein, außer wir pflastern die Sahara mit Solarzellen zu, die Nordsee mit Windrädern und die Alpen mit Pumpspeicherkraftwerken. Letzteres müssen wir ohnehin machen – ich möchte aber dann von keinen Befürworter der elektrischen Mobilität hören, dass unsere schönen Alpengletschertäler mit Stauseen überschwemmt und zubetoniert werden.
Ich finde das immer wieder fazsinierend wie außer acht gelassen wird welche Energiemengen da benötigt werden. Der Strom kommt ja eh aus der Steckdose..
3. Der Wirkungsgrad eines Elektromotors ist natürlich größer als der einer VKM. Aber wie schaut das im Gesamtsystem Beladung, Speicher und Motor aus? Das ist dann bei weitem nicht mehr so schön.
@Gorg: „Wie kommst du auf diese Idee?“
Ich habe nicht gesagt, dass wir jetzt schon die entsprechende Technik zur Verfügung haben. Sondern das wir sie haben KÖNNTEN, hätten wir ausreichend daran geforscht.
Hi Florian.
Super Artikel. Ich weis, du bist Astronom, aber bitte schreib auch weiter über Kern- und Elementarteilchenphysik.
Lg Higgs
Also alle Probleme gäbe es nicht: Lithium, Tritium, Neutronenstrom, Materialermüdung und Abwärme sowieso nicht. Bleibt nur noch eine Frage:
Wohin mit dem stark radioaktiven Abfall?
Denn der entsteht auch, insbesondere durch Neutronenbeschuss. Und der kann auch nicht mit dem Glauben an neue Techniken strahlungsarm diskutiert werden.
Wer stellt seinen Garten als Endlager bereit?
@eumenes: „Und der kann auch nicht mit dem Glauben an neue Techniken strahlungsarm diskutiert werden.“
Dazu hab ich auch mal was geschrieben: https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/06/20/den-atommull-einfach-wegstrahlen-sciencebusters-uber-spallation/
Auch hier ist unklar, ob und wie gut das funktioniert. Aber so wie bei der Fusion sollte man das wenigstens mal erforschen. Denn wenn man gar nix macht, dann passiert auch nix.
@eumenes
Die Menge radioaktiven Materials wäre viel geringer als bei Fissionsreaktoren. Man könnte ja auch im Zug der Forschung über Spallation und ähnliche Verfahren nachdenken um den Atommüll so strahlungsarm zu machen, dass du ihn wirklich in deinen Garten kippen kannst. Ich war mal mit einem Geigerzähler in einer Gegend mit viel Granit. Wie der dort getickt hat würde vermutlich 50% der ansässigen Bewohner in Panik versetzen 🙂
@eumenes
Ich habe ein Kühlgut mit 10°C und kühle dieses auf -10°C ab. Dies erreiche ich indem ich soviel Wärmeenergie absauge, dass sich die gewünschte Temperatur einstellt. Diese Energie plus die Pumpverluste gebe ich an die Umgebung ab. Wenn ich den Kühlschrank öffne benutze ich externe Wärmeenergie um die Temperatur wieder zu erhöhen. In der Gesamtbilanz scheint als additiver Wert also nur mehr die Verlustleistung auf.
@ Da Du expressis verbis von Pumpverlusten sprichst beschreibst Du gerade ein perpetuum mobile 2. Art, das geht nach der Energieerhaltung, aber bleibt immer noch der 2. HS der Thermodynamik.
@FF
Ich gebe Dir völlig Recht: wenn ein Problem da ist, muss es mit allen Kräften angepackt werden, und „kenn ich noch nicht – also mach ich nicht“ ist sinnlos Maschinenstürmerei. Selbst wenn man der Generation, die noch atmosphärische Fusionsbombenversuche miterlebt hat, etwas mehr Sensibilität zugestehen darf.
Nur wo ist unser Problem?
Lasse ich die Diskussion der letzten Tage revue passieren, so zeigen alle Beiträge, dass das Energieangebot der Sonne ein Faktor 1000 + x über dem Weltenergiebedarf liegt. Also habe wir die Lösung, wir müssen nur zugreifen. Warum dann auf einen deus ex machina warten?
@eumenes: „Also habe wir die Lösung, wir müssen nur zugreifen. Warum dann auf einen deus ex machina warten?“
Klar, ich bin auch absolut dafür, dass man in Sachen Sonnenenergie massiv forscht um diese Energiequelle nutzbar zu machen. Aber man sollte sich eben nicht auf eine einzige Methode verlassen. Auch wenn sich während der Forschung herausstellt, dass es nicht gut/praktikabel ist, den gesamten oder einen relevanten Energieanteil durch Fusion zu erzeugen, kann es sinnvoll sein, Fusion zu beherrschen. Wer weiß, was wir damit anstellen können (vielleicht bauen wir so ein Kraftwerk auf dem Mond? Oder uns fällt etwas anderes ein, an das wir bis jetzt noch gar nicht gedacht haben). Mir geht es nur darum, dass man die Forschung auf diesem Gebiet intensiv weiterführt und nicht so halbherzig wie jetzt. Nur dann kann man rausfinden, ob das wirklich was bringt oder nicht.
@ FF
Wenn weltweit genug Mittel hätten, wenn heute nicht ein nicht unerheblicher Teil der Weltbevölkerung Hunger leiden würde, könnte die Menschheit solche Projekte in Angriff nehmen, doch derzeitig bedrängt uns die Energieknappheit und das Verfeuern fossiler Brennstoffe, da brauchen wir erst mal schnell, technisch erforschte Lösungen.
Ach ja und zum Mond, bei dem wenigen Wasser, da wäre wohl Photovoltaik, trotz 14 Tage Dunkelheit, einfacher.
ZITAT FF:Aber man sollte sich eben nicht auf eine einzige Methode verlassen. Auch wenn sich während der Forschung herausstellt, dass es nicht gut/praktikabel ist, den gesamten oder einen relevanten Energieanteil durch Fusion zu erzeugen, kann es sinnvoll sein, Fusion zu beherrschen. Wer weiß, was wir damit anstellen können (vielleicht bauen wir so ein Kraftwerk auf dem Mond? Oder uns fällt etwas anderes ein, an das wir bis jetzt noch gar nicht gedacht haben). Mir geht es nur darum, dass man die Forschung auf diesem Gebiet intensiv weiterführt und nicht so halbherzig wie jetzt. Nur dann kann man rausfinden, ob das wirklich was bringt oder nicht.
Endlich eine vernünftige Zusammenfasung, die der KERN-Technikfeindlichkeit den grünen Boden entzieht
Bravo
@ F.Jeschke
schade! Schlichte Polemik bringt uns nie weiter.
Es entstehen doch , wenn ich recht orientiert bin , keine extrem langlebigen radioaktiven Abfälle. Man redet von 100 oder 200 Jahren , die das zeug von der Biosphähre zu trennen ist. Hauptsächlich wohl die Verkleidung der Brennkammer. Das ist machbar , das sollte zuverlässig möglich sein. Sicherheit : Wie sollte ein gefährlicher Störfall ablaufen ? Ich habe darüber nichts gefunden . Das Ding geht nicht durch . erzeugt keine Nachwärme , hat kein großes radioaktives Inventar . Wie soll sowas ablaufen ? Kosten : Die fossilen Brennstoffe werden irgendwann ebenfalls sehr viel teurer ( wenn nicht neue Vorkommen gefunden werden ).Fliegen mit Strom ? Geht sicher , nachdem er zur Erzeugung von Wasserstoff benutzt wird. ich weiss Wirkungsgrad und so . Aber wenn es nur noch das gibt ( in 150 Jahren ) ?
@eumenes
In Smart Grids & Co wird derzeit sicher mehr Geld gepumpt als in Fusionsforschung und Hunger in der Welt ist IMO ein rein politisches Problem. Die Technik wäre vorhanden.
Am Mond 14 Tage Energieausfall überbrücken ? Da würde ich doch eher einen Fusionsreaktor bevorzugen 🙂
Und jetzt erklär mir bitte warum mein Kühlschrankmodel ein Perpetuum mobile ist.
@erik
Ein Störfall wäre zum Beispiel der Ausfall der Magneten die das Plasma halten. Da müsste man rechtzeitig die Kraftstoffzufuhr abdrehen.
@Franz
Wenn das Plasma die Reaktorwand berührt, kühlt es ab und rekombiniert zu neutralem Gas, die Fusion hört sofort auf. Das ist nur ein hauchdünnes Gas, praktisch ein Vakuum, das kann nicht viel kaputt machen. Der Induktionsstoß durch den Abbau des immensen Magnetfelds dürfte den weitaus größten Schaden verursachen, wenn man ihn nicht geeignet abfängt.
An Kraftstoffzufuhr ist da nicht viel abzustellen, die paar Milligramm…
@Erik: Eines der massiven Probleme ist tatsächlich die Umhüllung des Reaktors. Die Hülle muss eine Menge Dinge auf ein Mal können – sie muss gut Neutronen absorbieren, darf aber nicht (über Gebür) verspröden. Sie muss zugänglich sein, um Material zum Ausgleich der Neutronenbilanz einzubringen. Sie muss die Wärme an ein Kühlmedium abgeben können, dessen Rohre wiederrum den hohen Neutronenfluss aushalten müssen, ohne zu verspröden usw.
Sehr viel Forschung an ITER wird in diese Richtung gehen (und sicher das eine oder andere überraschende Ergebnis bringen). In der Spektrum der Wissenschaft gab es dazu vor ein paar Jahren einen interessanten Artikel – mal sehen, ob ich ihn finde…
@Alderamin
Ist der einzige Störfall der mir eingefallen ist.
Den Strom bekommst du leicht weg. Eine entsprechend dimensionierte Freilaufdiode sollte das Problem lösen.
Aber wie schon Orci anmerkte ist das Hauptproblem sicher die Tatsache, dass dir die Neutronen die Reaktorwand durchlöchern.
@Franz
„Und jetzt erklär mir bitte warum mein Kühlschrankmodel ein Perpetuum mobile ist.“
ich denke bei euch geht es um folgenden Punkt:
Die Pumpe verbraucht die Energie Eg um die Wärmemenge von A nach B zu – nunja pumpen. Ein Anteil der Energie Ev ist Verlustwärme der Pumpe der andere Teil Et ist eben jener der gebraucht wird Kalt und Warm zu trennen. Es gilt Eg = Ev + Et.
„In der Gesamtbilanz scheint als additiver Wert also nur mehr die Verlustleistung auf.“
Das stimmt bis zu jenem Punkt wo die Wärmemenge von Warm wieder nach Kalt gelangt, was du ja vorausgesetzt hattest. Denn ‚rekombinieren‘ Kalt und Warm wieder, so wird die gespeicherte Arbeit Et die für die Trennung nötig war, wieder freigesetzt, Beim Kühlschrank erst in Wind folglich dann in Wärme.
Also geht nicht nur die Verlustenergie der Pumpe in Wärme über, sondern auch der Anteil, der in der Trennung steckte, oder kurz, und das macht es so schön einfach, schlicht alle Energie die zum betreiben der Pumpe nötig war.
Wenn du nun also davon ausgehst Eg = Ev folgt Et = 0, was bedeutet, du hättest keine Arbeit aufgewendet um Wärme zu Trennen -> Verletzung des zweiten Hauptsatz der Thermodynamik
Ob das jetzt unbedacht oder nur unklar formuliert war, keine Ahnung, bin mir auch nicht sicher ob ichs jetzt verständlich rübergebracht habe..
Zum Störfall:
an die Induktionsströme hab ich noch garnicht gedacht, bei den Feldern sollte das ordentlich knallen.. die Freilaufdiode würde ich gerne mal sehen, hatte mal einen kg-schweren Klumpen Silizium in der Hand der ein Hochleistungsthyristor war, beeindruckend, zumal dieser mit Licht geschaltet werden konnte.. nun, ich bin mir nicht sicher ob in den größenordnungen eine Diode funktionieren würde, mit was für Leistungen hat man da zu rechnen? gibt es eine Lösung nicht schon für den ITER? sollte doch wer dran gedacht haben..
@Zhar the Mad
Mein Statement bzgl. der Induktion war etwas voreilig, bin ja auch nur Laie. Beim Tokamak gehört das Abschalten des Spulenstroms zum Regelbetrieb des gepulsten Reaktors, der wie ein Trafo funktioniert (also einen Wechselstrom benötigen). Irgendwann muss man den steigenden Strom unterbrechen. ITER ist ein Tokamak.
Das wäre also kein Störfall. Vielleicht wäre ein Störfall, wenn der Behälter mit dem kühlenden Natrium undicht würde, das einerseits verstrahlt ist, andererseits in Kontakt mit Wasser zu einer Wasserstoffexplosion führen könnte. Sehr hohe Radioaktivität käme so aber wohl nicht in die Umwelt. Und man kann das Natrium ja in einem trockenen Sammelbecken unter dem Reaktor auffangen.
Andere Störfälle, anyone?
Aber ist denn nicht nur die innerste Spule gepulst? siehe Video. DIe äußeren ‚Käfig‘-Felder müssten doch Konstant sein?
Lieber Geld für Fusionsforschung, als für Gender-Fakultäten oder einen „POST-DOC IN FEMINIST BIOLOGY“
@Andreas: Was hat das jetzt mit irgendwas zu tun?
nur kurz ein Hinweis auf eine Kernfusions-Kampagne auf indiegogo, welche sich über crowdfunding finanzieren möchte. Das interessante daran ist, und deshalb bin ich überhaupt drüber gestolpert, sie akzeptieren auch Zahlungen in bitcoin und dogecoin. https://www.indiegogo.com/projects/focus-fusion-empowertheworld–3#canhelp
Wenn im Netz mal sucht , findet man Zeiträume von mehreren Jahrzehnten , bis es zum Austausch von bestrahlten Bauelementen kommen muss ( bei gewöhnlichen Fissionkraftwerken). Das ist sicher nicht einfach übertragbar , die Sache ist von der Belastung der Bauelemente abhängig. Aber auch hier gibt es kritische mediumführende Druckleitungen , die entsprechend ausgelegt sind. Ich glaube , das sollte beherrschbar sein.
Austritt von Brennstoff : Es währen Milligramm. Wie hoch währe die Strahlebelastung , wenn ein gesamtes Plasmainventar schlagartig austreten würde ( mehr ist nicht denkbar ) ? Kann man das abschließen , beispielsweise innerhalb des Gebäudes ? Oder anders , ein Maximalfall : Ein Flieger stürzt auf die Anlage .Ersatzweise:Ein grosser Sprenkörper zerstört die Anlage. Was geschieht dann ? Wenn dies zufriedenstellend beantwortet ist , kann man Sicherheitsbedenken zurückstellen. Ich versuche das also einfach mal vom maximum zu betrachten. Wenn dasDing nicht unsicherer als eine kritische chemische Fabrik ist , sollte das zu verantworten sein.Bleiben noch die Erfolgsaussichten : Wenn in Greifswald ein stabiles Plasma über einen längeren Zeitpunkt dargestellt wird , ist die grunsätzliche Machbarkeit bewiesen ( weit aus dem fnster geleht ). Ist das so ? Zusammengefasst geht es darum , Argument zu liefern und die Fortführung dieser Forschung aufgrund der Kraft des faktischen zu gewährleisten. Man wird das einfach nicht mehr wegdiskutieren können , wenn die Funktionsmöglichkeit und Sicherheit gezeigt wurde.
Sorry für die Rechtschreibung , hab heute Knoten in den Fingern.
@ prof_ben:
Also irgendwie kommt mir diese Crowdfunding-Kampagne komisch vor… kann nicht sagen, warum… tönt einfach zu gut, um wahr zu sein.