Öffentliche Sitzung des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung

Tagesordnung

zu dem

Antrag der Fraktion der F.D.P.
Zukunftsorientierte Energieforschung - Fusionsforschung
- BT-Drs. 14/3813 -

zu dem

Antrag der Fraktion der CDU/CSU
Kernfusionsforschung für eine zukünftige Energieversorgung
- BT-Drs. 14/4498 -


Liste der Sachverständigen zur Anhörung "Kernfusion"
am 28. März 2001

Prof. Dr. Alexander M. Bradshaw, IPP, Garching

Prof. Dr. Hardo Bruhns, EU Kommission, Brüssel

James Decker, DOE, Washington D.C.

Prof. Dr. Manfred Heindler, TU Graz

Prof. Dr. Peter Hennicke, Wuppertal Inst.

Dr. Wolfgang Liebert, IANUS, Darmstadt

Harry Lehmann, Wuppertal Inst.

Prof. Dr. M. Popp, FZ Karlsruhe

Prof. Dr. Ulrich Samm, FZ Jülich

Dr. Jörg Vetter, FZ Karlsruhe

Dr. Joachim Ziesing, DIW, Berlin


Anhörung Kernfusion Fragenliste

Themenblöcke
A. Stand und absehbare Entwicklung der Kernfusionsforschung
B. Chancen und Risiken der Kernfusion für Mensch und Umwelt
C. Standort Deutschland und Europa, Kosten der Fusionsforschung und politischer Handlungsbedarf
D. zukünftige Rolle der Kernfusion bei der Energieversorgung

A. Stand und absehbare Entwicklung der Kernfusionsforschung
Leitfragen:
A.1. Welche sind die größten wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen, die aus heutiger Sicht noch bewältigt werden müssen?
A.2. Wann wird voraussichtlich der erste kommerzielle Fusionsreaktor in Betrieb gehen können?

Weitere Fragen:
Physikalische Grundlagen
A.3. Wie ist der Stand der Fusionsforschung und welche Ziele werden mit einem weiteren Großexperiment (ITER) angestrebt?
A.4. Wie lange hat bisher ein Plasma gebrannt, wieviel Energie hat es erzeugt und wieviel Energie musste zum Aufheizen zugeführt werden? Lassen sich aus diesen Kurzzeitexperimenten wirklich Schlußfolgerungen in Bezug auf einen länger andauernden Plasma-Einschluß (Dauerbetrieb) ziehen? Welche Brenndauer und gelieferte Energiemenge erwarten Sie von ITER?
A.5. Sind das Verhalten eines Deuterium-Tritium-Plasmas (im Gegensatz zu einem reinen Deuterium-Plasma, wie es z.B. in Greifswald eingesetzt wird), die Auswirkungen der hohen Neutronenflüsse und der Brutprozess ausreichend erforscht, insbesondere für eine Großanlage?
A.6. Ist die Deuterium-Tritium-Fusion der vielversprechendste Weg zu einem Leistungsreaktor? Sind alternative Brennstoffkonzepte ("fortgeschrittene Brennstoffe") vorstellbar? Welche Vorteile und Nachteile wären damit verbunden?
A.7. ITER soll ein Tokamak werden. Wie ordnet sich dabei die gleichzeitige Entwicklung des Stellaratorkonzeptes ein? Ist die Plasmaphysik für beide Konzepte ausreichend verstanden?
A.8. Können bei ITER-FEAT die charakteristischen Kenngrößen des Plasmas, die in der Nähe des erwarteten Operationspunktes eines Fusionsreaktors liegen, und die physikalischen Aspekte der thermonuklearen Plasmaheizung hinreichend getestet werden?

Technologie und Reaktorbetrieb
A.9. Ist es gesichert, dass die Fusion als Energiequelle technisch funktioniert? Stehen die dafür notwendigen Technologien und Materialien zur Verfügung? Welche sind noch zu entwickeln? Wie lange werden diese Entwicklungen noch dauern? Welche technologischen Meilensteine werden zu welchen Zeitpunkten voraussichtlich erreicht sein?
A.10. Können im Projekt ITER-FEAT alle für einen Fusionsreaktor relevanten Technologien und Komponenten integriert und im Hinblick auf ihre Kompatibilität mit einen thermonuklearen Plasmabetrieb untersucht werden?
A.11. Um wieviele Jahre verlängert sich die Zeitplanung nach dem Jahr 2050, wenn der ITER-FEAT statt der ursprünglich geplanten Vollversion gebaut wird und dadurch ein Teil des Entwicklungsrisikos auf den DEMO-Reaktor verschoben wird?
A.12. Ist die "erste Wand" technologisch und in Bezug auf das Material beherrscht?
A.13. Wie lange halten die Wandkomponenten, bevor sie ausgetauscht werden müssen?
A.14. Wie lange ist die zu erwartende Stillstandzeit bei dem Austausch der ersten Wand und wie oft wird dies erforderlich sein? Welche Probleme können beim Austausch der Divertor-Kassetten an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine auftreten? In welcher Leistungsgröße müssen während der Stillstandszeit Ersatzkapazitäten zur Verfügung stehen?
A.15. Eignet sich ein Tokamak wegen seiner physikalischen Eigenschaften für den kontinuierlichen Betrieb zur Energieversorgung?
A.16. Welchen Energiebedarf wird der ITER im Betrieb für Heizung und Magnete haben?
A.17. Inwieweit ist der ITER Final Design Report (1998) und die vollständige Information über das abgespeckte Design des ITER-FEAT öffentlich zugänglich? Wurde das ITER-FEAT Design von unabhängigen Experten geprüft?

B. Chancen und Risiken der Kernfusion für Mensch und Umwelt
Leitfragen:
B.1. Welche wichtigen radiologischen und nicht radiologischen Risiken bestehen beim Betrieb eines Fusionsreaktors, und wie sind sie im Vergleich zu anderen Formen der Energieerzeugung einzuordnen?
B.2. Wo sehen Sie die ökologischen Vorteile der Fusion?
B.3. Inwieweit fügt sich die Energiegewinnung mit Kernfusion in das Konzept der Nachhaltigen Entwicklung ein?
B.4. Wie schätzen Sie die öffentliche Akzeptanz der Fusionstechnologie ein?

Weitere Fragen:
B.5.Welche Bedingungen (Standort, Arbeitsplätze, Infrastruktur, Müllentsorgung, Kühlung) müssen für ein evtl. Großkraftwerk erfüllt werden?
B.6. Wie schneidet die Kernfusion bei einer Lebenszyklus-Analyse im Vergleich zu anderen Formen der Energiegewinnung ab? Gibt es Studien, die den Vorteil der Fusionsreaktoren gegenüber Spaltreaktoren hinsichtlich der CO2-Bilanz bei Förderung und Produktion von Brennstoffen und Materialien untersuchen?
B.7. Halten Sie die Energiegewinnung mit Kernfusion für verträglich mit dem Konzept der Nachhaltigkeit?
B.8. Sollte Ihrer Meinung nach die Öffentlichkeit an der Diskussion um die Fusionsforschung beteiligt werden?

Radioaktives Inventar und Abfälle
B.9. Wie hoch ist das radioaktive Inventar?
B.10. Liegen aktuelle, klar in ihren Rahmenbedingungen und Grundannahmen ausgewiesene Studien über die radioaktive Dosis im Dauerbetrieb für die Beschäftigten und die Umgebung vor? Zu welchen Ergebnissen kommen diese Studien?
B.11. Welche Mengen an radioaktivem Abfall werden während des Betriebs und beim Abbau der Anlagen anfallen? Wie hoch ist der Anteil langlebiger Nukleotide im Abfall?
B.12. Kann eine erste Wand so konzipiert werden, dass kein radioaktiver Abfall entsteht?
B.13. Wie bzw. wohin werden die radioaktiven Stoffe entsorgt?

Tritium
B.14. Welche Gefahren birgt das radioaktive Tritium?
B.15. Welche Technologien gibt es, um in das Kühlsystem gelangtes Tritium wieder entfernen?

Störfälle / Unfälle
B.16. Welche Störfallszenarien wurden bislang erforscht? Z.B. kumulierte Ausfälle in mehreren Teilbereichen? Die Folgen von sog. "menschlichem Versagen"? Die Gefahren beim An- und Herunterfahren? Störfälle durch Einwirkung Dritter?
B.17. Wie hoch ist die Unfallgefahr in einem Tokamak-Reaktor?
B.18. Was passiert in einem Tokamak-Reaktor, wenn der Plasmastrom plötzlich abreißt?
B.19. Gibt es Risikostudien unabhängiger Gutachter über Fusionsreaktoren allgemein und Tokamak-Reaktoren im Besonderen? Wie wird dort das Unfallrisiko eingeschätzt?
B.20. Liegen Erkenntnisse über die Sicherheits- und Umwelteigenschaften eines angestrebten Fusionsreaktors vor, die über die Angaben in der SEAFP-Studie aus dem Jahr 1995 hinausgehen? Inwieweit sind diese Ergebnisse dokumentiert? Inwieweit sind sie öffentlich? Sind die Ergebnisse der SEAFP-Studie unabhängig überprüft worden oder ist dies vorgesehen?

Proliferationsrisiken
B.21. Tritium ist ein wichtiger Waffenstoff für fortgeschrittene Kernwaffendesigns. Es steht bislang nicht unter Safeguards der IAEO. Demgegenüber gibt es internationale Bemühungen waffenfähige Nuklearmaterialien (Spaltmaterialien wie hochangereichertes Uran oder Plutonium) aus der zivilen Nutzung auszuschließen, um zu einer proliferationsresistenteren Nukleartechnologienutzung zu kommen. Daraus ergibt sich die Frage, wie das Proliferationsrisiko von Tritium erbrütenden Fusionsreaktoren einzuschätzen ist?
B.22. Fusionsneutronen können auch zur Erbrütung von Spaltstoffen (wie Plutonium) genutzt werden. Kann eine diesbezügliche Erbrütung ausgeschlossen werden?
B.23. Wie sind sonstige Proliferationsrisiken von Fusionsreaktoren einzuschätzen (Tritium-Produktion, Know-How-Transfer, militärisch relevante Forschung?
B.24. Gibt es bereits Konzepte für Safeguards und reichen diese aus? Wird es neben den Safeguards auch vorbeugende Maßnahmen geben?

C. Standort Deutschland und Europa, Kosten der Fusionsforschung und politischer Handlungsbedarf
Leitfragen
C.1. Welche Schritte mit welchen geschätzten Kosten in welchem Zeitraum müssen ergriffen werden, bis ein wirtschaftlich nutzbarer Fusionsreaktor verfügbar ist?

Weitere Fragen
Kosten / Wirtschaftlichkeit
C.2. Wie ist die Wirtschaftlichkeit (Kosten) von Fusionsreaktoren einzuschätzen? Welche Kosten werden in die Wirtschaftlichkeitsberechnungen einbezogen (Forschung, Betrieb, Sicherheitsanlagen, Abfall, Abbau)? Welche Unsicherheiten bestehen in den Kostenschätzungen? Was soll davon die öffentliche Hand tragen?
C.3. Trifft es zu, dass die Anlagenkosten für einen Fusionsreaktor etwa zwei- bis dreimal höher werden als bei einem Spaltreaktor und wesentlich höher werden als bei einem Brutreaktor?
C.4. Was hat die gesamte Fusionsforschung bisher gekostet?
C.5. Was hat die Vorbereitung auf das Projekt ITER seit 1985 gekostet? Wieviel davon ist öffentlich finanziert und wieviel kommt aus der Industrie?
C.6. Wie hoch werden die Kosten eingeschätzt, die für einen ersten Testreaktor, einen später geplanten zweiten Testreaktor und die weiteren Entwicklungsschritte bis hin zur ersten kommerziellen Stromerzeugung entstehen können?
C.7. Können die in der jüngsten TA-Studie "Fortgeschrittene Nuklearsysteme" des schweizerischen Wissenschaftsrates beim ITER-Pfad genannten Kosten in Höhe von ca. 150 Mrd. DM - davon schätzungsweise über 50 Mrd. DM in der EU - bestätigt werden?
C.8. Wie werden die Kosten für das ITER-Projekt auf die internationalen Partner aufgeteilt? Hat sich der Aufteilungsschlüssel verändert oder wird er sich verändern? Was bedeutet der ITER-Bau mittelfristig für die nationalen und die europäischen Fusionsforschungsetats? Welche Konsequenzen für ein Anwachsen der Ausgaben aus dem Bundesetat (nationale und europäische Finanzierung) sind absehbar?
C.9. Haben die Fusionsforschungsgemeinde oder die EU Vorschläge, wo die Mittel für den ITER-Pfad aufgebracht werden sollen? Konkreter: Gibt es Vorschläge, bei welchen Forschungsschwerpunkten Mittel in entsprechender Höhe eingespart werden sollten (Frage beinhaltet sowohl Kürzungen als auch Verzicht auf Aufwüchse)
C.10. Wie groß ist der indirekt über Bundesmittel finanzierte Anteil aus Euratom-Mitteln? Wie groß wäre der Anteil Deutschlands an Euratom-Mitteln, die für den ITER-FEAT aufgewendet würden? Wie groß wären die Gesamtkosten Deutsch-lands (bezogen auf Bau- und Betriebskosten) an ITER-FEAT zusammengesetzt aus nationalen Forschungsmitteln und Euratom-Mittelanteil?
C.11. Gibt es Überlegungen im Falle eines europäischen Standorts für ITER-FEAT europäische Energieversorgungsunternehmen an der Finanzierung zu beteiligen? Falls ja, wie weit sind diese gediehen? Falls nein, wieso nicht?
C.12. Unterstützen die US-Elektrizitätsgesellschaften über ihre Vereinigung EPRI (Electric Power Research Institute) die Kernfusionsaktivitäten des Energieministeriums unter dem Aspekt der Wettbewerbsfähigkeit dieser neuen Methode der Energieerzeugung?
C.13. Der Stellarator in Greifswald wird etwa innerhalb der nächsten 15 Jahre darüber Auskunft geben können, ob dieser Pfad eine größere Erfolgswahrscheinlichkeit verspricht als der Tokamak-Pfad. Wäre es unter dem Gesichtspunkt der Kosten-effizienz nicht sinnvoller mit dem Bau des Tokamak zu warten, bis deutlich erkennbar ist, ob der Stellarator oder der Tokamak Pfad erfolgversprechender ist? Wie hoch wären die Fehlinvestitionen, falls sich nach dem Bau des ITER-Tokamak abzeichnen sollte, dass der Stellarator-Pfad der vielversprechendere wäre.
C.14. Können Computersimulationen einen Teil der Forschungsaufgaben wahrnehmen, bis eine Entscheidung zwischen Tokamak und Stellarator und gegebenenfalls dem amerikanischen Weg der Laserfusion gefallen ist? Welche Erkenntnisse können über Computersimulationen gewonnen werden und welche nicht?
C.15. Wie oft und in welcher Form wird das deutsche und das europäische Fusionsprogramm durch unabhängige Gremien evaluiert?

Forschungspolitik
C.16. Wie ist der Stand der deutschen Fusionsforschung im Vergleich zu derjenigen in Europa und in anderen Staaten?
C.17. Welches sind die Erfahrungen mit der Fusionsforschung und wie entwickelt sie sich in den USA, in Japan, in Russland sowie in anderen Ländern?
C.18. Können Sie bestätigen, dass die USA eine wissenschaftlich orientierte Fusionsforschung betreiben und dafür allein im Jahr 2001 252 Mio. Dollar aufwenden? Werden für die Laserfusion vom US-amerikanischen Energieministerium 199 Mio Dollar pro Jahr aufgewandt und ist mit dem Bau eines Reaktors vom Typ NIF begonnen worden, der 2008 am Lawrence Livermore National Laboratory fertiggestellt werden soll?
C.19. Warum haben die USA 1997 ein Fusionsprogramm ohne Entscheidung für ein neues Fusionsexperiment verabschiedet und sind aus dem ITER Projekt ausgestiegen?
C.20. Wie realistisch ist eine Beteiligung der USA, Japans und Russlands am ITER-FEAT bzw. am gesamten ITER Pfad einschließlich Finanzierung?
C.21. Welche Bedeutung sollte die Förderung der Fusionsforschung im Gesamtkonzept einer europäischen Energieforschungspolitik innerhalb des 6. Rahmenprogrammes für Forschung und Entwicklung erhalten?
C.22. Ist es möglich, ITER-FEAT in das 6. Rahmenprogramm einzuordnen und dabei die internationale Organisationsstruktur, die finanzielle Beteiligung der EU und der einzelnen Partner sowie den endgültigen Standort für den ITER-FEAT festzuschreiben?
C.23. Welche Folgen hätte ein Verzicht auf das neue Großexperiment ITER auf die Grundlagen- und angewandte Forschung auf dem Gebiet der Kernfusion?
C.24. Wie ist das Verhältnis eingesetzter Forschungsmittel zum erwarteten Erfolg im Vergleich mit anderen Forschungsschwerpunkten?
C.25. Was bedeutet eine Entscheidung für ITER für die Schwerpunkte und den Um-fang der deutschen Energieforschung?
C.26. Welchen Einfluss hätte es auf die Entwicklung der Erneuerbaren Energien und den Klimaschutz, wenn innerhalb der nächsten 50 Jahre die dem ITER-Pfad zu-gedachten Mittel zusätzlich zur Verfügung stünden?

Industriepolitik / Verwertung / spin-offs
C.27. Welche Erwartungen haben Sie für die Entwicklung von Schlüsseltechnologien durch die Fusionsforschung?
C.28. Welche Bedeutung messen Sie der Verwertung von Erkenntnissen aus der Fusionsforschung durch die deutsche bzw. europäische Industrie bei?
C.29. Welche spin-offs erwarten Sie vom ITER-Experiment? Sollten solche mögliche Synergien gezielt gefördert werden?
C.30. Welche Branchen profitieren besonders vom ITER-Experiment?
C.31. Welche Vorteile hätte ITER in Europa für die europäische Industrie? Welche Bedeutung hat ein europäischer Standort von ITER für die Zukunft des Forschungs- und Industriestandortes Deutschland?
C.32. Welche Folgen hätte die Realisierung von ITER in Cadarache (Frankreich) für die anderen europäischen Fusionsforschungseinrichtungen?
C.33. Was kann die Fusionsforschung in den nächsten Jahrzehnten dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und der EU zu fördern? Lässt sich abschätzen, in welchem Umfang die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und der EU verringert würde, wenn diese Mittel bei der sonstigen Energieforschung, der Nanotechnologie oder der Biotechnologie eingespart würden?
C.34. In Deutschland gibt es etwa 30.000 Arbeitsplätze im Bereich Erneuerbare Energien sowie schätzungsweise einige hundert Fusionsforscher. Lässt sich ungefähr abschätzen wie sich beide Zahlen verändern würden, falls die Mittel, die in Deutschland beim ITER-Pfad aufbringen müsste, entweder in den einen oder in den anderen Bereich flössen?

D. Zukünftige Rolle der Kernfusion bei der Energieversorgung
Leitfrage:
D.1. Wie fügt sich die Kernfusion in künftige Versorgungs- und Verbrauchsstrukturen ein?

Weitere Fragen:
Strommarkt
D.2. Kann ein Fusionsreaktor unter den zu erwarteten Randbedingungen (Angebot, Nachfrage, liberalisierte Märkte, Kosten des Umweltschutzes) wirtschaftlich Strom erzeugen?
D.3. Welche Leistung wird ein Fusionsreaktor haben und wie fügt sich dieses Potenzial in eine zukünftige Struktur der Energieversorgung ein?
D.4. Welcher Marktanteil im Strommarkt wird für Fusionsreaktoren im Jahr 2050 bzw. im Jahr 2100 erwartet.
D.5. Mit welchen Energieträgern würde die Kernfusion in den Jahrzehnten 2050 ff hauptsächlich in Konkurrenz stehen?
D.6. Ist die Kernfusion überhaupt notwendig, wenn bedacht wird, dass in aktuellen Studien (z.B. LTI-Research Group: Long-Term Integration of Renewable Energy Sources into the European Energy System, Heidelberg 1998) für Europa eine 100 prozentige Deckung des Energiebedarfs in Europa durch Erneuerbare Energien bis 2050 als möglich erachtet wird und in den anderen Kontinenten das Potenzial der Erneuerbaren Energien zumeist noch größer ist?
D.7. Wird die Kernfusion wettbewerbsfähig zu erneuerbaren Energien sein, die schon heute bzw. in wenigen Jahren die für die Fusion im Jahre 2050 erwarteten 15 Pfennig/kWh Stromerzeugungskosten unterschreiten? Wäre für den Fall, dass Erneuerbare Energien auch zukünftig nicht den gesamten Energiebedarf decken sollten, nicht z.B. moderne Kohlekraftwerkstechnologie mit CO2-Abscheidung (vgl. Clean Coal Strategy der USA) eine kostengünstigere Alternative zur Kernfusion?
D.8. Welche anderen bedeutenden neuartigen Alternativen zur Kernfusion stehen für die zukünftige Energieversorgung zur Diskussion?
D.9. Werden andere wesentliche Potenziale künftiger Energieversorgung durch Investitionen in die Kernfusion vernachlässigt
D.10. Insbesondere in Ländern der Dritten Welt werden enorme Energieverbrauchszuwächse eintreten. Welchen Beitrag kann die Fusionsenergie leisten, um diesen Anstieg in den Entwicklungsländern abzudecken? Glauben Sie, dass die Implementierung von Fusionskraftwerken in der Dritten Welt eine für die dortige Bevölkerung bezahlbare Alternative zu Kohle, Öl und Regenerativen Energien ist?

Klimaschutz
D.11. Die Enquete Kommission "Schutz der Erdatmosphäre" hat bis 2020 eine 50 prozentige und bis 2050 eine 80 prozentige Reduktion der CO2-Emissionen in Deutschland als erforderlich betrachtet. Wieviel Prozent des CO2-Ausstoßes kann durch die Kernfusion in diesem Jahrhundert eingespart werden?
D.12. Der Kohlendioxidausstoß weltweit wird nach Angaben der Internationalen Energieagentur bis zum Jahr 2020 um ca. 70 % ansteigen, vor allem durch die Entwicklungen in China und anderen Schwellenländern. Welchen Beitrag kann die Fusionsenergie bis 2020 leisten, um diesen Anstieg abzubremsen. Welchen Beitrag erwarten Sie bis 2050, bis 2100?

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