„Die Laserfusion ist ein internationales Zukunftsprojekt“

Die Laserfusion verspricht nahezu unerschöpfliche Energie. Bislang wird jedoch noch deutlich mehr Energie eingesetzt als gewonnen. Wo steht die Forschung heute?

Die Laserfusion hat in den vergangenen Jahren deutlich an Dynamik gewonnen. Ein entscheidender Meilenstein gelang Ende 2022 an der National Ignition Facility, kurz NIF: Dort wurde erstmals ein Target Gain größer als eins erreicht, also mehr Energie durch Fusion freigesetzt, als der eingestrahlte Laserpuls ins Target eingebracht hatte. Nur zweieinhalb Jahre später lag dieser Wert bereits bei 4,13. Das zeigt: Das physikalische Prinzip funktioniert.

Was fehlt noch bis zum Kraftwerk?

Aus diesem Prinzip muss jetzt eine zuverlässige und wirtschaftliche Energietechnologie werden. Dafür müssen wir Lasersysteme, Targets und die gesamte Anlagentechnik erheblich weiterentwickeln. Als Zielgröße für einen wirtschaftlichen Kraftwerksbetrieb wird häufig ein Target Gain von etwa 100 genannt. Das ist keine feste physikalische Grenze, zeigt aber, wie viel Arbeit noch vor uns liegt. Viele Fachleute halten erste Demonstrationskraftwerke dennoch in den kommenden zwei bis drei Jahrzehnten für realistisch.

Welche technischen Hürden müssen dafür vor allem noch überwunden werden?

Eine der größten Herausforderungen sind die Lasersysteme. Forschungsanlagen wie die NIF erzeugen zwar die nötigen hochenergetischen Pulse, schaffen aber nur wenige Schüsse pro Tag, sind wartungsaufwendig und haben einen schlechten Wirkungsgrad. Ein kommerzielles Kraftwerk müsste dagegen etwa zehn Schüsse pro Sekunde abgeben – über viele Jahre, bei hoher Verfügbarkeit und deutlich besserem Wirkungsgrad. Moderne diodengepumpte Festkörperlaser, sogenannte DPSSL, sind hier besonders vielversprechend. Sie erreichen schon heute hohe Wiederholraten und gute Wirkungsgrade, müssen aber noch auf die nötige Leistung skaliert werden.

Und wo liegen darüber hinaus die Knackpunkte?

Ein Kraftwerk würde pro Fusionskammer jeden Tag rund eine Million Targets, also wenige Millimeter große Brennstoffkapseln benötigen. Jedes dieser Targets muss sehr hohe Qualitätsanforderungen erfüllen und äußerst präzise in die Fusionskammer eingebracht werden. Eine solche industrielle Prozesskette gibt es noch nicht. Am Ende entscheidet außerdem die Wirtschaftlichkeit: Die Kosten für Laserdioden müssten um mindestens 90 Prozent sinken, die für Targets noch wesentlich stärker. Das klingt ambitioniert. Aber die Mikroelektronik zeigt, welche Kostensprünge durch industrielle Skalierung und Massenfertigung möglich sind.

Die Technologie befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Warum ist es trotzdem wichtig, sich bereits jetzt mit Normen und Standards für die Laserfusion zu beschäftigen?

Gerade jetzt können Normen und Standards besonders viel bewirken. Wenn eine Technologie bereits am Markt etabliert ist, müssen unterschiedliche Lösungen oft mühsam zusammengeführt werden. Beginnt die Normung früh, kann sie gemeinsame Meilensteine definieren, die Entwicklung in sinnvolle Bahnen lenken und Vertrauen schaffen. Das unterstützt den industriellen Hochlauf.

Was würde ohne gemeinsame Standards passieren?

Ein Laserfusionskraftwerk wird aus Millionen hochpräziser Komponenten bestehen – von Laserdioden und Optiken über Sensoren bis zu Steuerungs- und Diagnosesystemen. Ohne Standards müssten Hersteller ihre Komponenten für jede Anlage einzeln anpassen. Das würde die Entwicklung verteuern, den Wettbewerb einschränken und internationale Lieferketten erschweren. Einheitliche Anforderungen sorgen dagegen dafür, dass Komponenten verschiedener Hersteller zusammenarbeiten und qualitätsgesichert gefertigt werden können. Zugleich schaffen sie Planungssicherheit für Unternehmen, Investoren und Genehmigungsbehörden. Normung ist also keine technische Detailfrage, die erst am Ende kommt. Sie hilft dabei, aus erfolgreicher Forschung eine industriell nutzbare Technologie zu machen.

Die DKE hat 2025 das neue Normungsgremium DKE/K 842 Laserfusion gegründet. Was ist dort bislang passiert?

Seit der Gründung im April 2025 haben sich Fachleute aus Industrie, Forschung und Normung mehrfach getroffen und gemeinsam untersucht, wo der größte Standardisierungsbedarf besteht. Auf dieser Grundlage bereiten wir erste Vorschläge für internationale Standardisierungsprojekte bei der IEC vor. Dabei wollen wir technische Entwicklungen nicht vorwegnehmen oder einzelne Lösungen festschreiben. Es geht darum, gemeinsame Grundlagen zu schaffen, damit sich neue Technologien später effizient industrialisieren und international kompatibel umsetzen lassen.

In welchen Bereichen besteht der größte Normungsbedarf – etwa bei Lasersystemen, Messverfahren, Werkstoffen, Sicherheitsanforderungen oder den Schnittstellen zwischen einzelnen Komponenten?

Normungsbedarf gibt es entlang der gesamten Wertschöpfungskette. International stehen derzeit vor allem Sicherheitsaspekte und Prüfverfahren im Fokus, zum Beispiel für geschlossene Tritium-Brennstoffkreisläufe. Wichtiger werden auch Werkstoffe und Design, weil die Materialien in der Fusionskammer dauerhaft extremen Belastungen standhalten müssen. Dazu kommen Qualitätsstandards und Schnittstellen: Ein Kraftwerk wird voraussichtlich aus Hunderten Lasersystemen und Tausenden weiteren Komponenten verschiedener Hersteller bestehen. Sie müssen zuverlässig zusammenarbeiten und austauschbar sein, damit auch Wartung und Modernisierung wirtschaftlich bleiben.

An der Laserfusion wird international geforscht, zugleich verfolgen die beteiligten Länder und Unternehmen unterschiedliche technologische Ansätze. Wie lässt sich verhindern, dass dabei konkurrierende Standards entstehen?

IEC und ISO bieten den Rahmen, um gemeinsam mit Industrie und Forschung weltweit einheitliche Standards zu entwickeln. Dafür müssen sich die relevanten Akteure frühzeitig über ihre nationalen Normungsorganisationen einbringen. Gleichzeitig brauchen wir die richtige Balance zwischen Detailtiefe und Offenheit: Bei der Laserfusion stehen unterschiedliche Konzepte im Wettbewerb, deshalb wäre es zu früh, einzelne technische Lösungen festzuschreiben. Sinnvoller ist es, zunächst gemeinsame Grundlagen zu standardisieren, etwa Begriffe, Sicherheitsanforderungen, Mess- und Prüfverfahren, Qualitätskriterien und Schnittstellen. Die werden unabhängig davon gebraucht, welches Fusionskonzept sich am Ende durchsetzt. Laserfusion ist ein internationales Zukunftsprojekt. Damit daraus eine weltweit nutzbare Energietechnologie werden kann, müssen Forschung, Industrie und Normung von Anfang an zusammenarbeiten.