Wann gibt es Fusionskraftwerke in Indien?

Langzeit-Energieszenario für Indien / Kohle dominiert / Klimaschutz durch Fusion

Welche Rolle könnten Fusionskraftwerke für die künftige Energieversorgung Indiens spielen – eines der bevölkerungsreichsten und wachstumsstärksten Länder der Erde? Wie könnte sich insgesamt der indische Energiebedarf bis zum Jahr 2100 entwickeln, welche Technologien werden ihn decken und welchen Einfluss wird dies auf die Erzeugung von Treibhausgasen haben?

Diese Fragen untersucht die jetzt erschienene Studie „Long-term Energy Scenarios for India“, die gemeinsam von dem Indischen Institut für Management (IIM) in Ahmedabad, dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und der Netherlands Energy Research Foundation (ECN) erarbeitet wurde. Sie zählt zu den im Rahmen des Europäischen Fusionsprogramms ins Leben gerufenen „Sozio-ökonomischen Forschungen zur Fusion“.

Die indische Bevölkerung – bereits heute mehr als eine Milliarde Menschen – wächst pro Jahr um etwa 15 Millionen; die Wachstumsraten der indischen Wirtschaft zählen zu den höchsten weltweit: Von 1975 bis 2000 hat sich das Bruttosozialprodukt verdreifacht, der Energieverbrauch – hauptsächlich Kohle – vervierfacht und die Stromnachfrage verfünffacht. Ähnlich rasant wird es nach den Prognosen der indischen Wirtschaftswissenschaftler weitergehen: In den nächsten hundert Jahren wird die Bevölkerung Indiens auf 1,6 Milliarden Menschen anwachsen, das Bruttosozialprodukt auf das 80fache und die Energieerzeugung von jetzt 15 auf 110 Exajoule um das siebenfache steigen.

Bleibt die Entwicklung der indischen Energiewirtschaft den Marktkräften alleine überlassen, so wird auch im Jahr 2100 die im Lande reichlich vorhandene Kohle der wesentliche Energielieferant sein, insbesondere in der Stromwirtschaft – mit fatalen Folgen für die weltweiten Bemühungen um den Klimaschutz: Über 50 Prozent des Strombedarfs wird durch das Verbrennen von Kohle gedeckt werden, 25 Prozent übernehmen Erdöl und Erdgas. Sieben Prozent wird die Kernspaltung liefern; sechs Prozent werden Erneuerbare Energien beitragen – vor allem Wind- und Wasserkraft. Fusion als neue und kapitalintensive Technologie kann unter diesen Bedingungen nicht mit den anderen Grundlast-Energieerzeugern konkurrieren.

Diese überwiegend auf fossilen Brennstoffen beruhende Energiewirtschaft wird starke Umweltbelastungen zur Folge haben. Gegen die vor Ort spürbare Luftverschmutzung durch Schwefel und Stickoxide werden sich angesichts des lokalen Drucks aus der Bevölkerung schnell – und mit niedrigem Kostenaufwand – saubere Technologien durchsetzen. Anders verhält sich dies jedoch mit dem klimaschädlichen Kohlendioxid. Die Emissionen werden bis zum Ende des Jahrhunderts auf das siebenfache ansteigen, pro Kopf von jetzt 0,2 auf eine Tonne des im Kohlendioxid gebundenen Kohlenstoffs. Dies liegt zwar immer noch deutlich unter den gegenwärtigen Pro-Kopf-Werten entwickelter Länder; so emittieren etwa die USA bereits heute pro Einwohner das fünffache. Angesichts der großen Bevölkerungszahl Indiens summieren sich die Pro-Kopf-Emissionen jedoch auf 1700 Millionen Tonnen Kohlenstoff – eine Katastrophe für den weltweiten Klimaschutz. Da der wachsende Kohlendioxid-Ausstoß jedoch „nur“ global, nicht aber vor Ort Schäden hervorruft, werden Proteste aus der Bevölkerung wohl ausbleiben, meint Prof. P. R. Shukla vom IIM: „Indien wird zuerst seine eigenen Probleme lösen, nicht die der ganzen Welt“.

Das prognostische Bild ändert sich, wenn zur Vermeidung von Klimaschäden der Ausstoß von Treibhausgasen eingeschränkt würde – zum Beispiel durch eine Kohlendioxid-Abgabe, die die Kohleverbrennung verteuert. Um Kohlekraftwerke zu ersetzen, gewönnen emissionsfreie Technologien wie Erneuerbare und Kernfusion an Boden. Je nach Höhe der Kohlendioxid-Grenze könnte Fusion in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts bis zu zehn Prozent der Energie erzeugen. Fusionskraftwerke mit einer Gesamtleistung bis zu 70 Gigawatt wären dann am Netz. Die von ihnen erzeugten rund 400 Terrawattstunden Strom entsprächen nahezu der gesamten heutigen Stromerzeugung in Deutschland.

Die für die Langzeitstudie benutzten Rechenverfahren modellieren die künftige Wirtschaftsentwicklung Indiens und die damit einhergehende Energienachfrage. Informationen über die Entwicklung der Energieressourcen, verschiedener Energietechnologien sowie weiterer Faktoren, die den Energiemarkt beeinflussen, fließen aus gesonderten Studien ein. Das Modell sucht dann – unter jeweils vorgegebenen Randbedingungen wie freie Marktentwicklung oder Kohlendioxidbegrenzung – die Kombination von Energietechnologien heraus, bei denen die Gesamtkosten des Systems am niedrigsten sind. „Angesichts des weiten Blicks in die Zukunft von 100 Jahren sollte man die Einzelergebnisse nicht auf die Goldwaage legen“, erklärt Dr. Thomas Hamacher vom IPP, der Koordinator der Studie: „Sie macht jedoch deutlich, dass es für das Kohlendioxid-Problem keine schnellen Lösungen gibt – es wird uns langfristig begleiten“.

Hintergrund: Fusionskraftwerke sollen nach den Erwartungen der Wissenschaftler der Energiewirtschaft in etwa 50 Jahren zur Verfügung stehen. Sie erzeugen – ähnlich wie die Sonne – Energie aus der Verschmelzung von Atomkernen. Der in weltweiter Kooperation geplante Experimentalreaktor ITER soll demonstrieren, dass dies möglich ist. Die im Rahmen des Europäischen Fusionsprogramms ins Leben gerufenen „Sozio-ökonomischen Forschungen zur Fusion“ untersuchen parallel zur physikalisch-technischen Entwicklung die sozialen und wirtschaftlichen Implikationen der neuen Technologie.

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