Fusionsenergie gilt als „vielversprechende, langfristige Technologie zur klimafreundlichen Energiegewinnung“, so acatech in der Einleitung zur neuen Forschungs- und Innovationsroadmap Fusionsenergie (FIRE). Doch: trotz enormer Fortschritte in Wissenschaft und Technik sind auf einem möglichen Weg zum Fusionskraftwerk noch zahlreiche physikalische, technische und organisatorische Herausforderungen zu überwinden – manche Experten bezweifeln, ob das überhaupt gelingen kann. Vor diesem Hintergrund ist es erforderlich, eine wissenschaftlich fundierte sowie breit abgestimmte Forschungs- und Innovationsroadmap Fusionsenergie zu entwickeln. Eine erste Zusammenfassung.

Das Projekt „FIRE“ entwickelt einen Orientierungsrahmen zum ersten Fusionskraftwerk. Die Roadmap zeigt konsistente Entwicklungspfade hin zu einem ersten deutschen Fusionskraftwerk auf. Die Roadmap identifiziert technische Hürden sowie notwendige Zwischenziele für die Errichtung und den kommerziellen Betrieb eines Fusionskraftwerks. Dabei werden verschiedene Herausforderungen aufgegriffen – von der Entwicklung neuer Materialien bis zur Integration von Kraftwerken. Damit liefert die Roadmap eine faktenbasierte Entscheidungsgrundlage für politische Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger zur Priorisierung öffentlicher Investitionen, ohne Top-down-Vorgaben zu machen oder konkrete Handlungsanweisungen zu geben.

Die Roadmap stützt sich auf Erkenntnisse aus Interviews und Workshops mit einer vielfältigen Gruppe von Expertinnen und Experten. Diese repräsentieren sowohl die Wissenschaft, etwa die Plasmaphysik, als auch die Wirtschaft, wie die Kraftwerkstechnik, um das Gesamtspektrum des Fusionsfelds zu umfassen. Die Roadmap ist dabei nicht als ein statisch abgeschlossenes, sondern als ein fortlaufendes Dokument zu verstehen, das die hohe Dynamik im Bereich der Fusionsenergie aufnimmt und entsprechende Handlungsoptionen weiterentwickelt.

„Unerschöpfliche klimaneutrale Energiequelle“

Die vorliegende Forschungs- und Innovationsroadmap Fusionsenergie (FIRE) zeigt konsistente Entwicklungspfade hin zu einem ersten deutschen Fusionskraftwerk auf. Die Roadmap identifiziert technische Hürden sowie notwendige Zwischenziele für die Errichtung und den kommerziellen Betrieb eines Fusionskraftwerks. Dabei wird konkret die Frage aufgeworfen, was genau umgesetzt und erreicht werden müsste, um bis 2045 ein erstes Fusionskraftwerk realisieren zu können. Damit liefert sie eine faktenbasierte Entscheidungsgrundlage für politische Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger zur Priorisierung öffentlicher Investitionen, ohne Top-down-Vorgaben zu machen oder konkrete Handlungsanweisungen zu geben.

Dieser Analyse zufolge wird die Inbetriebnahme eines Fusionskraftwerks bis 2045 nur durch eine massive Beschleunigung der Umsetzung der Entwicklungsschritte und Bündelung von Ressourcen möglich. Die Errichtung von Neutronenquellen, die Entwicklung von Brut-Blankets und die Hochskalierung der Komponentenfertigung erweisen sich dabei als besonders kritische Engpässe. Sollten diese Grundbedingungen nicht zeitnah erfüllt werden, ist mit Verzögerungen von mindestens 5 bis 10 Jahren zu rechnen.

Die verschiedenen Fusionsansätze sind jeweils mit spezifischen technologischen Herausforderungen verbunden: Beim Tokamak können beispielsweise Plasmadisruptionen den Kraftwerksbetrieb unmöglich machen, während beim Stellarator Fragen zum stabilen Plasmaeinschluss im Vordergrund stehen. Die Laserfusion erfordert Fortschritte bei der Entwicklung zentraler Komponenten, konkret bei den Lasersystemen und Targets. Fortschritte bei Materialien und Brennstoff, die die Basistechnologien für die Fusionsenergie umfassen, spielen eine zentrale Rolle für den erfolgreichen Betrieb eines Fusionskraftwerks. Materialien müssen extremen Belastungen aus Wärme und Neutronenbestrahlung standhalten, während Technologien zur Tritium-Versorgung und zum Brennstoffkreislauf die Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit von Tritium sicherstellen. Die parallele Entwicklung dieser Querschnittstechnologien ist entscheidend, um spätere Engpässe zu vermeiden und Fortschritt zu ermöglichen.
Die Bewältigung dieser Herausforderungen stellt einen langfristigen, komplexen Prozess dar, der klare Zwischenziele verlangt. Von einem funktionstüchtigen Kraftwerk aus rückwärts planend, lassen sich notwendige Zwischenziele identifizieren und entsprechende Zeitabschätzungen formulieren.

Basierend auf Experteninterviews, Projektgruppensitzungen, thematischen Workshops und einer Literaturauswertung wurden für die Roadmap relevante Zwischenziele identifiziert und in entsprechende technologische Entwicklungspfade unterteilt. Konkret wurden drei Entwicklungspfade ausgearbeitet: Magnetfusion, Laserfusion sowie Materialien und Brennstoff. Mit der FIRE-Roadmap liegt somit ein wissenschaftlich fundierter und breit abgestimmter Fahrplan vor, der Prioritäten identifiziert und Entscheidungen auf einer soliden Grundlage ermöglicht.

Dieser Fahrplan zeigt transparent auf, welche Zwischenziele für den Weg zum Fusionskraftwerk notwendig sind und wo sowohl Abhängigkeiten als auch Potenziale für Synergien zwischen den Entwicklungspfaden bestehen. Den Entwicklungspfaden geht jeweils eine Beschreibung von Handlungsoptionen und Szenarien voraus. Die Analyse zeigt, dass Geschwindigkeit, verfügbare Ressourcen und einzugehende Risiken die Schlüsselkriterien für die Festlegung einer Umsetzungsstrategie sind. Anhand dieser Faktoren lassen sich die verschiedenen Optionen bewerten.

Aus der Beschreibung der Handlungsoptionen gehen drei „No-regret-Maßnahmen“ hervor, die für die Entwicklung zu einem Fusionskraftwerk priorisiert umgesetzt werden sollten: der Ausbau von Neutronentestinfrastrukturen, die konsequente Weiterentwicklung des Stellarator-Ansatzes (bei Verwertung der Forschungsergebnisse des Tokamaks) sowie die Priorisierung der Entwicklung der Lasertechnologie. Diese priorisierten Maßnahmen etablieren einen entschlossenen Fortschritt an strategisch wichtigen Stellen als Ausgangspunkt für die Entwicklungspfade.

Neben technologischen Entwicklungen ist die ganzheitliche Betrachtung von Bedarfen für ein leistungsfähiges deutsches Fusionsökosystem unabdingbar. Dazu gehören klare regulatorische Rahmenbedingungen, die Berücksichtigung der Systemintegration von Beginn an, industrielle Kapazitäten, die Sicherung von Fachkräften sowie geeignete Kooperationsstrukturen zwischen Staat, Wissenschaft und Wirtschaft. Werden nicht frühzeitig geeignete Rahmenbedingungen geschaffen, besteht das Risiko, dass Know-how, Wertschöpfung und industrielle Umsetzungspotenziale ins Ausland abwandern.

Wichtige Entscheidungsbedarfe

Auf politischer Ebene ergeben sich bei der Festlegung der Umsetzungsdynamik wichtige Entscheidungsbedarfe, die für das Ziel eines ersten deutschen Fusionskraftwerks relevant sind. Die Umsetzungsdynamik wird von der Ressourcenverfügbarkeit, der Geschwindigkeit und dem Risiko geprägt. Insgesamt identifiziert die Roadmap drei Szenarien, welche die politische Ebene als Entscheidungsgrundlage zur Bestimmung der Umsetzungsdynamik heranziehen kann:

1. Ein erstes Szenario priorisiert die schnelle Zielerreichung anhand paralleler wettbewerblicher Entwicklungen. Dieses Vorgehen erfordert hohe finanzielle Mittel und organisatorischen Aufwand, reduziert jedoch strategische Risiken durch frühzeitige Identifikation robuster Lösungen. Technologische Unsicherheiten bleiben indes hoch, da viele Ansätze noch unzureichend wissenschaftlich validiert sind.
2. Ein zweites Szenario legt den Fokus auf Risikominderung durch sorgfältige Grundlagenforschung, die die Basis für weitere Schritte darstellt. Konkret werden erst bei der Erzielung wissenschaftlicher Erkenntnisgewinne weitere Maßnahmen entschieden. Lediglich die finalen Maßnahmen im Rahmen der Kraftwerksrealisierung werden in einem wettbewerblichen Rahmen umgesetzt. Durch dieses Vorgehen lassen sich Risiken beim Kraftwerksbau reduzieren; gleichzeitig geht damit jedoch ein erhöhter Zeitaufwand einher, was dazu führen kann, dass Marktpotenziale nicht erschlossen werden können.
3. Ein drittes Szenario kombiniert kooperative Grundlagenforschung mit wettbewerblichen Programmen. Der Aufbau einer öffentlichen Forschungsinfrastruktur legt die Grundlage für die wettbewerbliche Entwicklung von Teiltechnologien durch industrielle Konsortien. Dieser Ansatz liegt hinsichtlich Geschwindigkeit, Risiko und Ressourcennutzung zwischen erstem und zweitem Szenario. Ziel ist ein ausgewogenes Ökosystem, das Risiken verteilt, Zusammenarbeit zwischen Fusionsunternehmen, Forschungseinrichtungen, der Zulieferindustrie und Kraftwerksbauern stärkt sowie die Dominanz einzelner Akteure verhindert.

Die Kernbotschaften für Deutschlands Weg zu einem funktionstüchtigen Fusionskraftwerk sind folgende:

1. Deutschland als Vorreiter der Fusionsenergie: Deutschland hat mit führenden Forschungsinstituten, dynamischen Fusionsunternehmen und einer leistungsfähigen Industrie eine sehr gute Ausgangsbasis für erfolgreiche Innovationen in der Fusionsenergie mit hohem wirtschaftlichem Potenzial. Außerdem verfügt Deutschland über ein starkes akademisches Ökosystem zur Ausbildung hochqualifizierter Fachkräfte und Sicherung der wissenschaftlichen Grundlagen.
2. Der Bau eines funktionstüchtigen Fusionskraftwerks in Deutschland verlangt allen Akteuren im Fusionsökosystem große Kraftanstrengungen ab: Es bedarf einer massiven Beschleunigung bei der Umsetzung der erforderlichen Maßnahmen, um bis 2045 ein funktionstüchtiges Fusionskraftwerk in Betrieb nehmen zu können. Jeder Entwicklungspfad mit dem Ziel, ein Fusionskraftwerk zu errichten, erfordert die Bewältigung großer technologischer Herausforderungen und birgt unterschiedliche Risiken sowie Chancen.
3. „No-regret“-Optionen auf dem Weg zu einem ersten Fusionskraftwerk umsetzen: Es ergeben sich drei klar erkennbare technologische Ansätze: (1) Aufbau der Infrastrukturen für fusionsspezifische Neutronentestung und des Brennstoffkreislaufs; (2) Priorisierung des Stellarators in der Magnetfusion; (3) entschlossene Entwicklung der Lasertechnologie. Diese Ansätze sind mit einem klaren Bekenntnis zur langfristigen Förderung der Fusionsenergie zu realisieren.
4. Strategie zur Umsetzung der Entwicklungsschritte zum Fusionskraftwerk festlegen: Es können drei Szenarien entlang der Entwicklungsdynamiken abgeleitet werden. Das erste Szenario priorisiert die Umsetzungsgeschwindigkeit, das zweite die Risikominimierung, das dritte den Aufbau eines ausgewogenen Ökosystems. Entlang der gewählten Szenarien ist eine deutliche Beschleunigung der Entwicklungsschritte möglich, sofern substanzielle zusätzliche Ressourcen bereitgestellt und das einzugehende Risiko abgewogen werden. Öffentliche Mittel sind jedoch begrenzt.
5. Systemintegration kontinuierlich berücksichtigen: Die Systemintegration soll von Beginn an berücksichtigt werden. Zwischenziele werden dabei vom Kraftwerk aus rückwärts geplant. Ein Regulierungsrahmen und die Festlegung des Betreibermodells sind wichtige Leitplanken für ein zielgerichtetes Vorgehen.

Deutschland kann eine führende Rolle bei der Entwicklung und Errichtung des ersten Fusionskraftwerks einnehmen. Um die Weichen für diese Zukunftstechnologie zu stellen, müssen bereits heute Entscheidungen getroffen werden. Diese beziehen sich auf eine strategische Vernetzung zwischen Forschung, Industrie und Fusionsunternehmen sowie die gezielte Nutzung internationaler Partnerschaften. Daneben bedarf es einer langfristigen Umsetzungsstrategie, die erforderliche Ressourcen bündelt, Leitplanken für alle Beteiligten setzt und sich flexibel an neue Entwicklungen anpasst.

->Quellen:

• acatech.de/projekt/forschungs-und-innovationsroadmap-fusionsenergie-fire/
• acatech.de/wp-content/uploads/2026/03/acatech-FIRE_Forschungs-und-Innovationsroadmap-Fusionsenergie.pdf